Prometeo - Sostenibilit

Enzimi idrogenasi esempi eco-compatibili per le nuove tecnologie

ultimo aggiornamento: 17 marzo, ore 11:31
Una piccola quantit di proteina ferro-idrogenasi produrrebbe idrogeno sufficiente a riempire il serbatoio di un'autovettura alimentata ad idrogeno in pochi minuti


condividi questa notizia su Facebook

commenta commenta 0     vota vota 3    invia     stampa    
Facebook  Viadeo  OkNotizie  Segnalo  Wikio Friendfeed 
Roma, 17 mar. - (Adnkronos) - Scoperti i dettagli del funzionamento degli enzimi idrogenasi, che rappresentano esempi eco-compatibili per la sviluppo di tecnologie di nuova generazione per l'efficiente utilizzo dell'idrogeno come combustibile. Gli studi, condotti dall'Universit di Milano-Bicocca in collaborazione con atenei europei, sono stati pubblicati sulle riviste Nature Chemistry e Journal of the American Chemical Society.

Una piccola quantit di proteina ferro-idrogenasi produrrebbe idrogeno sufficiente a riempire il serbatoio di un'autovettura alimentata ad idrogeno in pochi minuti. Una sola molecola di ferro-idrogenasi, infatti, pu generare fino a novemila molecole di idrogeno al secondo. Il problema sta nella riproduzione su scala industriale di questa capacit.

Ora, un significativo passo avanti sulla strada della progettazione razionale di catalizzatori sintetici capaci di lavorare come quelli naturali stato fatto dai recenti studi di tre ricercatori dell'Universit di Milano-Bicocca: Maurizio Bruschi e Claudio Greco del dipartimento di Scienze dell'Ambiente del Territorio e di Scienze della Terra e Luca De Gioia, del dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze.

"Scoprire la struttura e il meccanismo di funzionamento delle idrogenasi - spiegano i ricercatori di Milano Bicocca - rappresenta una delle possibili chiavi di volta per la progettazione di celle a combustibile a basso costo, dal momento che quelle attualmente disponibili sul mercato necessitano della presenza di palladio o platino, pi costosi del ferro e del nichel utilizzati negli studi. A livello di tempistiche, stiamo parlando di un possibile sviluppo nell'arco di quattro-cinque anni".

In collaborazione con ricercatori di altre universit europee, hanno appena pubblicato tre articoli sulle riviste Nature Chemistry e Journal of the American Chemical Society che danno un contributo significativo alla comprensione del funzionamento di queste macchine molecolari: hanno infatti contribuito a risolvere l'enigma della reazione grazie alla quale le ferro-idrogenasi si proteggono dall'ossigeno molecolare evitando cos di "arrugginirsi" e smettere di funzionare. Hanno inoltre scoperto come ioni nichel, in natura cos come in molecole di sintesi, possano essere utilizzate al meglio per progettare le celle a combustibile del futuro.

Ma cosa sono le idrogenasi? In natura le idrogenasi si trovano in moltissimi batteri e alghe che le utilizzano per trasformare e quindi rendere utilizzabile l'energia chimica contenuta nella molecola di idrogeno.

Ci vuol dire che l'idrogeno pu essere usato da questi microrganismi come alimento, e tale capacit rappresenta un esempio che l'uomo potrebbe sfruttare per lo sviluppo delle tecnologie che consentono di usare l'idrogeno come combustibile (si parla in questo caso di celle a combustibile).

Ecco perch la scoperta di dettagli fondamentali del funzionamento di questi enzimi segna il passaggio verso la possibilit di progettare razionalmente celle a combustibile che funzionano nello stesso modo. Il lavoro pubblicato su Nature Chemistry ha permesso di identificare caratteristiche, finora sconosciute della struttura dell'enzima idrogenasi, portando alla luce aspetti essenziali alla base della sua attivit catalitica.

Lo studio ha infatti dimostrato che il sito attivo dell'enzima presenta caratteristiche di flessibilit inattese, alla base della sua robustezza: i componenti del sito attivo dell'enzima mostrano un grado di mobilit notevole, che consente all'enzima di interagire con l'idrogeno in maniera anche non convenzionale, evitando cos processi potenzialmente distruttivi per la proteina.

Pi specificamente, stato scoperto in che modo la variante dell'enzima contente solo atomi di ferro sia in grado di evitare reazioni dannose e di preservare la propria integrit anche in condizioni di stress ossidativo.

Nello studio del Journal of the American Chemical Society, i ricercatori hanno indagato la variante dell'enzima idrogenasi contenente anche un atomo di nichel, e hanno scoperto le caratteristiche strutturali alla base della funzionalit del nichel in queste proteine, che sono in grado di ossidare H2 con una grande efficienza. Lo studio potr avere un impatto decisivo sullo sviluppo di catalizzatori sintetici pi semplici rispetto alla proteina, ma in grado di ossidare H2 con la stessa efficienza.

Nello studio, sulla stessa rivista, frutto della collaborazione tra il team Bicocca e quello dell'Universit Humboldt di Berlino, i ricercatori tedeschi hanno sintetizzato una molecola innovativa contenente un atomo di nichel, che ha la capacit di legare e trasformare l'acido formico (pi facile da immagazzinare rispetto all'idrogeno e presente in grandi quantit nelle biomasse), mentre i ricercatori di Bicocca hanno usato metodi teorici per svelare la base delle peculiari propriet di questo nuovo composto.


pubblica la notizia su:  Facebook    segnala la notizia su:  Viadeo  OkNotizie  Segnalo  Wikio Friendfeed 
tutte le notizie di World in Progress
commenta commenta 0    invia    stampa