Conhecidos por sua capacidade de remover metano do meio ambiente e convertê-lo em um combustível utilizável, bactérias metanotróficas há muito fascinam os pesquisadores. Mas como, exatamente, essas bactérias executam naturalmente uma reação tão complexa que tem sido um mistério.

Agora, uma equipe interdisciplinar da Northwestern University descobriu que a enzima responsável pela conversão de metano-metanol catalisa essa reação em um local que contém apenas um íon de cobre.

Essa descoberta pode levar a um novo design, catalisadores feitos pelo homem que podem converter metano - um gás de efeito estufa altamente potente - em metanol prontamente utilizável com o mesmo mecanismo sem esforço.

"A identidade e a estrutura dos íons metálicos responsáveis ​​pela catálise permaneceram indescritíveis por décadas, "disse Amy C. Rosenzweig da Northwestern, co-autor sênior do estudo. "Nosso estudo oferece um grande salto para a compreensão de como as bactérias são convertidas de metano em metanol."

“Ao identificar o tipo de centro de cobre envolvido, estabelecemos a base para determinar como a natureza realiza uma de suas reações mais desafiadoras, "disse Brian M. Hoffman, co-autor sênior.

O estudo será publicado na sexta-feira, 10 de maio no jornal Ciência . Rosenzweig é o ilustre professor de ciências da vida da família Weinberg no Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern. Hoffman é Charles E. e Emma H. ​​Morrison Professor de Química em Weinberg.

Ao oxidar o metano e convertê-lo em metanol, bactérias metanotróficas (ou "metanotróficas") podem ter um efeito duplo. Eles não estão apenas removendo um gás de efeito estufa prejudicial do meio ambiente, eles também estão gerando um prontamente utilizável, combustível sustentável para automóveis, eletricidade e muito mais.

Os processos industriais atuais para catalisar uma reação de metano em metanol requerem uma pressão tremenda e temperaturas extremas, atingindo mais de 1, 300 graus Celsius. Metanotrofos, Contudo, realizar a reação em temperatura ambiente e "de graça".

"Embora os locais de cobre sejam conhecidos por catalisar a conversão de metano em metanol em materiais feitos pelo homem, a catálise de metano para metanol em um local de monocopper sob condições ambientais é sem precedentes, "disse Matthew O. Ross, um estudante de graduação co-orientado por Rosenzweig e Hoffman e o primeiro autor do artigo. "Se pudermos desenvolver uma compreensão completa de como eles realizam essa conversão em condições tão suaves, podemos otimizar nossos próprios catalisadores. "

O estudo é intitulado "Metano monooxigenase particulado contém apenas centros de cobre mononucleares."