倫敦國王學(xué)院的科學(xué)家重建了乙酰輔酶 A 合酶的活性位點，乙酰輔酶 A 合酶是一種參與從大氣中捕獲碳的酶。這項研究與倫敦帝國理工學(xué)院合作進(jìn)行，加深了我們對這種重要酶的了解，并為從大氣中捕獲二氧化碳以應(yīng)對氣候變化提供了一種潛在的新解決方案。
在化學(xué)系的 Rebecca Musgrave 博士和倫敦大學(xué)學(xué)院的 Daniel Wilson 博士的帶領(lǐng)下，研究小組成功重建了乙酰輔酶 A 合酶 (ACS)的活性位點，即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的位點。
ACS 將 CO2轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶 A——一種生物體必需的分子。他們的研究成果發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會雜志》上。
ACS 最出名的作用是它在乙酸循環(huán)或克雷布斯循環(huán)中的作用——這是生物體內(nèi)的一系列化學(xué)反應(yīng)，其中乙酸被氧化產(chǎn)生能量。因此，它對于儲存和釋放能量以及從大氣中捕獲二氧化碳并將其儲存為碳至關(guān)重要。
該團(tuán)隊的新模型能夠在實驗室中復(fù)制這種化學(xué)反應(yīng)，捕獲大氣中的碳并將其儲存為乙酰輔酶 A。
酶是一種蛋白質(zhì)，能加速化學(xué)反應(yīng)，起到生物催化劑的作用。因此，酶在自然界(包括人類生物學(xué))中發(fā)揮著重要作用。
酶產(chǎn)生的化學(xué)途徑經(jīng)過數(shù)十億年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成為龐大而復(fù)雜的生物系統(tǒng)，因此在實驗室中研究和復(fù)制非常具有挑戰(zhàn)性?？茖W(xué)家經(jīng)常在實驗室中重新創(chuàng)建更小的分子版本的酶——“活性位點”的模型，以對其進(jìn)行研究。
ACS 酶存在于細(xì)菌和一些單細(xì)胞生物中，無需氧氣即可發(fā)揮作用，利用二氧化碳和氫氣構(gòu)建復(fù)雜的有機(jī)分子。雖然有人嘗試在實驗室中模擬這種酶的活性位點，但他們無法準(zhǔn)確復(fù)制活性位點的形狀和電子環(huán)境來捕獲碳。
倫敦大學(xué)學(xué)院首席研究員丹尼爾·威爾遜博士表示：“幾十年來，科學(xué)家們一直在研究 ACS 酶，但一直很難解釋在酶活性位點產(chǎn)生乙酰輔酶 A 的機(jī)制。在我們的研究中，我們報告了一個活性位點模型——一個具有兩個鎳原子的分子簇——它模仿了 ACS 酶活性位點的形狀和大小，非常相似。
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