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Archiv: Hydrogenase

“Ein Hauch frischer Luft”


Fortschritte in der Katalyseforschung: Sauerstoffstabile Hydrogenasen für die Anwendung

Einem Forscherteam der beiden Mülheimer Max-Planck-Institute für Chemische Energiekonversion (CEC) und Kohlenforschung (KoFo) ist es einer Medienmitteilung vom 23.07.2018 zufolge gelungen, natürlich vorkommende Katalysatoren (Hydrogenasen) für die Anwendung im Rahmen der Wasserstoffherstellung zu optimieren.


CEC: Erstmalige Charakterisierung einer sensorischen [FeFe] Hydrogenase gelungen – wichtige Hinweise für angewandte Katalyse-Forschung entdeckt

Hydrogenasen sind Enzyme, die Wasserstoffgas (H2) aus Protonen im wässrigen Milieu erzeugen können. Bakterien mit diesen Enzymen produzieren H2 häufig als Abfallprodukt ihres zuckerbasierten Metabolismus in Abwesenheit von Sauerstoff. Andere Bakterien können den Wasserstoff als Energiequelle nutzen. Jetzt ist es einem Team von Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für Chemische Ernergiekonversion (CEC) in Mülheim an der Ruhr und dem Institute of Low Temperature Science an der University of Hokkaido (Japan) ein entscheidende Fortschritt gelungen. Ein weiteres Team des CEC und der Ruhr-Universität Bochum analysierte kurz zuvor speziell die Rolle von Wasserstoffbrücken-Bindungen in bestimmten Enzymen aus Grünalgen, den Hydrogenasen. Denn das Zusammenspiel von Proteinhülle und aktivem Zentrum in Wasserstoff produzierenden Enzymen ist entscheidend für die Effizienz der Biokatalysatoren.


Mechanismus aufgeklärt

Jahrelang hatten Forscher angenommen, dass es bei der Wasserstoffproduktion durch Enzyme einen hoch instabilen Zwischenzustand geben müsse. Nachweisen konnte ihn niemand. Jetzt haben Forscher der Ruhr-Universität Bochum und der Freien Universität Berlin den entscheidenden Katalyseschritt bei der Reaktion aufgeklärt.

Ein internationales Forscherteam hat einen Weg gefunden, sensible Katalysatoren vor Schäden durch Sauerstoff zu schützen. Das könnte es in Zukunft ermöglichen, Wasserstoff-Brennstoffzellen mit Biomolekülen anstelle des teuren Platin zu entwickeln. In den Zeitschriften „Angewandte Chemie“ und „Journal of the American Chemical Society“ berichteten die Forscher, wie ein Hydrogel als „Schutzschild“ für die Biomoleküle dienen kann. Solarify berichtete vor einem Jahr über die erste Erfolgsmeldung aus dem CEC.

Forscher des Max-Planck-Institutes für Chemische Energiekonversion (MPI CEC) berichten in nature über eine neue, ultrahoch aufgelöste Kristallstruktur des katalytisch aktiven Zustandes der [NiFe]-Hydrogenase. Wasserstoffatome werden erfasst durch sorgfältige Präparation von Einkristallen mit herausragender Qualität ausreichend für eine Auflösung im subatomaren Bereich.