Pesquisa da Universidade de Illinois e da Universidade da Califórnia, Davis colocou os químicos um passo mais perto de recriar o maquinário mais eficiente da natureza para gerar gás hidrogênio. Este novo desenvolvimento pode ajudar a abrir caminho para que a indústria de combustível de hidrogênio passe a ter um papel mais amplo no esforço global em direção a fontes de energia mais ecologicamente corretas.

Os pesquisadores relatam suas descobertas no Proceedings of the National Academy of Sciences .

Atualmente, o gás hidrogênio é produzido usando um processo industrial muito complexo que limita sua atratividade para o mercado de combustível verde, disseram os pesquisadores. Em resposta, os cientistas estão olhando para o hidrogênio sintetizado biologicamente, que é muito mais eficiente do que o atual processo feito pelo homem, disse o professor de química e co-autor do estudo Thomas Rauchfuss.

Enzimas biológicas, chamadas hidrogenases, são máquinas da natureza para produzir e queimar gás hidrogênio. Essas enzimas vêm em duas variedades, ferro-ferro e níquel-ferro - nomeados em homenagem aos elementos responsáveis ​​por conduzir as reações químicas. O novo estudo enfoca a variedade de ferro-ferro porque faz o trabalho mais rápido, disseram os pesquisadores.

A equipe entrou no estudo com uma compreensão geral da composição química dos sítios ativos dentro da enzima. Eles levantaram a hipótese de que os locais foram montados usando 10 partes:quatro moléculas de monóxido de carbono, dois íons de cianeto, dois íons de ferro e dois grupos de um aminoácido contendo enxofre chamado cisteína.

A equipe descobriu que era mais provável que o motor da enzima fosse composto por dois grupos idênticos contendo cinco produtos químicos:duas moléculas de monóxido de carbono, um íon cianeto, um íon de ferro e um grupo de cisteína. Os grupos formam uma unidade fortemente ligada, e as duas unidades se combinam para dar ao motor um total de 10 peças.

Mas a análise laboratorial da enzima sintetizada em laboratório revelou uma surpresa final, Rauchfuss disse. "Nossa receita está incompleta. Agora sabemos que são necessários 11 bits para tornar o mecanismo de site ativo, não 10, e estamos em busca de uma parte final. "

Os membros da equipe dizem que não têm certeza de que tipo de aplicações essa nova compreensão da enzima hidrogenase ferro-ferro levará, mas a pesquisa pode fornecer um kit de montagem que será instrutivo para outros projetos de design de catalisador.

"A conclusão deste estudo é que uma coisa é imaginar o uso da enzima real para produzir gás hidrogênio, mas é muito mais poderoso para entender sua composição bem o suficiente para reproduzi-la para uso no laboratório, "Rauchfuss disse.

Pesquisadores da Oregon Health and Science University também contribuíram para este estudo.