创建依靠氧气进行的化学反应,仅产生水作为废物

蛋白质的合成模拟物驱动只需要氧气的化学反应,并且只产生水作为废物,这项新研究让我们深入了解酶的工作原理,并有助于为环境清洁化学的发展奠定基础。

来源:宾夕法尼亚州立大学

宾夕法尼亚州大学公园 — 氧气为许多重要的化学反应提供驱动力。两个著名的例子包括呼吸(生物分解食物以释放能量的过程)和燃烧(产生热和光的反应)。但氧气具有不寻常的电子结构,往往会减慢与有机物的反应,因此反应通常需要帮助才能开始。在自然界中,称为酶的特殊蛋白质可以通过首先重新排列其电子来按需激活氧气。现在,由宾夕法尼亚州立大学研究人员领导的团队开发了其中一种酶的合成模拟物,可驱动类似酶的反应。该反应与自然界中的类似反应一样,仅产生水作为废物。该研究有可能用于可持续工业化学合成和药物开发。

一篇描述合成酶的论文最近发表在《美国化学会杂志》上。

“氧气是一种奇妙的分子;它是通过光合作用产生的,本质上是以化学形式储存的太阳能,”宾夕法尼亚州立大学埃伯利理学院化学助理教授、研究团队负责人 Jonathan Kuo 说。 “这种能量就是你能生篝火的原因。当氧气与有机物发生反应时,它会变成失控反应;我们称之为燃烧。幸运的是,氧分子(以一对键合的氧原子的形式出现,称为双氧)具有不寻常的电子结构,这使得生火变得困难。因此,我们有足够的氧气可以呼吸,而不必担心所有有机物自燃。”