Lösung der Biokatalyse-Bremse

Mechanismus aufgeklärt

Enzyme aus Mikroorganismen können unter bestimmten Bedingungen Wasserstoff herstellen, sie agieren dann als mögliche Biokatalysatoren für biobasierte H2-Technologien. Um diese Wasserstoffproduktion effizient zu gestalten, versuchen Forschende, mögliche limitierende Faktoren herauszufinden und auszuschalten. Dazu gehört Formaldehyd (CH2O), das als natürliches Stoffwechselprodukt in Zellen vorkommt und die besonders leistungsfähige [FeFe]-Hydrogenase hemmt. Den zugrunde liegenden Mechanismus konnte ein Team der Photobiotechnologie der Ruhr-Universität Bochum aufklären und ausschalten. Die Forschenden berichten im Journal of the American Chemical Society vom 20.11.2023. weiterlesen…

Design von Biokatalysatoren

Publikation zeigt Erfolg der Biokatalyse von Pharmazie bis Umwelttechnologie

Als Biokatalysatoren können Enzyme viele chemische Prozesse grüner gestalten und vielversprechende Möglichkeiten für verschiedene Branchen von der Pharmazie bis zur Umwelttechnologie eröffnen. Neue Analyseverfahren, enorm angewachsene Datenmengen und maschinelles Lernen haben der Biokatalyse zu einem Entwicklungsschub verholfen. Eine Veröffentlichung in Science vom , koordiniert durch Prof. Dr. Uwe Bornscheuer von der Universität Greifswald und Prof. Dr. Rebecca Buller von der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW), fasst die Entwicklungen in der Biokatalyse zusammen. weiterlesen…

Gift hilft Wasserstoff produzierende Biokatalysatoren verstehen

Giftiges Cyanidmolekül greift Enzyme an, ermöglicht aber auch neue Einblicke in Katalyse

In der Natur sind bestimmte Enzyme, sogenannte Hydrogenasen, in der Lage, molekularen Wasserstoff (H2) zu produzieren. Spezielle Arten dieser Biokatalysatoren, sogenannte [FeFe]-Hydrogenasen, sind äußerst effizient und daher für die biobasierte Wasserstoffherstellung von Interesse. Obwohl die Wissenschaft bereits viel über die Funktionsweise dieser Enzyme weiß, sind einige Details noch nicht vollständig geklärt. Eine Wissenslücke konnte die Arbeitsgruppe Photobiotechnologie der Ruhr-Universität Bochum um Dr. Jifu Duan und Prof. Dr. Thomas Happe schließen. Die Forschenden zeigten, dass externes Cyanid an die [FeFe]-Hydrogenasen bindet und die Wasserstoffbildung hemmt. Dabei konnten sie eine strukturelle Veränderung in der Protonentransportbahn nachweisen, die die Kopplung von Elektronen- und Protonentransport verstehen hilft. Sie berichten in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ vom 04.12.2022. weiterlesen…

Großkraftwerke und Hochspannungstrassen bald überflüssig?

Iodidsalze machen Biokatalysatoren für Brennstoffzellen stabil

Iodidsalze als Schlüssel zum nachhaltigen Erfolg biologischer Katalysatoren in Brennstoffzellen? Der massenhafte Einsatz von Brennstoffzellen könnte Großkraftwerke und Hochspannungsleitungen überflüssig machen, Autos abgasfrei fahren lassen und Hausbesitzer zu Stromproduzenten werden lassen. Aber: Die eine Art von Katalysatoren – Edelmetalle wie Platin – ist sehr teuer und die Ressourcen werden immer kleiner. Die zweite Art wäre im Überfluss vorhanden: nämlich biologische und bio-inspirierte Katalysatoren. Trotzdem werden diese natürlichen Katalysatoren bisher kaum für Energieumwandlungsprozesse eingesetzt. Denn diese Katalysatoren sind mitunter so empfindlich gegenüber Sauerstoff, dass sie binnen weniger Sekunden ihre Funktion einstellen. Das könnte sich jetzt, einer Medienmitteilung der Ruhr-Universität Bochum (RUB) folgend ändern. (Foto: Alaa Oughli, Darren Buesen, Nicolas Plumeré (v. li.) wollen Lebensdauer von Biokatalysatoren erhöhen – © RUB, Marquard) weiterlesen…