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英國紐卡斯爾大學的研究人員設計了大腸桿菌?細菌，利用氫氣(H2)將二氧化碳(CO2)轉化為甲酸。今天發表在《應用與環境微生物學》雜志上的這項研究提高了將大氣中的二氧化碳?轉化為商品化學品的可能性。
正常情況下，?E中的一種酶。coli?催化相反的反應——甲酸生成H2?和CO2?。在自然界中，后者最為人所知的是一種螞蟻用來抵御捕食者的醋化合物(Formic來自拉丁語“formica”，意思是螞蟻)。
來逆轉?E中的正常反應。在大腸桿菌中，研究人員通過使細菌在過量的鎢中生長，使細菌轉換出鉬，鉬是一種金屬，通常是酶的關鍵部分。這很容易做到，如?E。大腸桿菌?不能輕易地分辨出兩者之間的區別，”首席研究員弗蘭克·薩金特說。
“鎢與鉬的交換改變了我們的酶的性質，因此它被鎖定在CO2?捕獲模式，而不能在CO2?捕獲和CO2?生產之間切換，”薩金特博士說。
研究人員使用了一種特殊的加壓生物反應器，其中充滿H2?和CO2?，以使微生物能夠獲得這些氣體。“它起作用了——細菌可以在氣體壓力下生長，并從二氧化碳中生成甲酸，”薩金特博士說。
薩金特博士說，他是通過閱讀原始文獻和科普書籍中有關地球上生命出現的內容而形成這個想法的。35億年前，大氣中沒有氧氣，但有高濃度的二氧化碳?和H2，細胞生命在海平面以下1萬米處開始進化。
在那個時候，這些化合物需要轉化為所有生命所依賴的碳水化合物。這可能是由一種酶完成的，比如我們在?E中發現的那種酶。將二氧化碳氫化成一種有機酸，”薩金特博士說。“我們想在實驗室里嘗試一下。”
薩金特博士說:“在世界各地，社會都明白應對氣候變化、開發可持續能源和減少浪費的重要性。”“減少二氧化碳排放需要一籃子不同的解決方案。生物學和微生物學提供了一些令人興奮的選擇。”
薩金特博士說:“最終的目標將是利用生物氫中的可再生氫氣?——就像這項研究中那樣——或者利用可再生電力進行電解，并將其轉化為甲酸。”“關鍵是微生物使用甲酸鹽作為其唯一的碳源。然后我們可以制造燃料、塑料或化學制品。這是一個真正的循環生物經濟的愿景，在這里，二氧化碳?可以不斷生產、捕獲并返回市場。”
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