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深海细菌能改善地球温室气体
来源:科普中国      作者:
时间:2015年11月13日 12:02

  据国外媒体报道,佛罗里达大学的研究人员发现,某种深海底的细菌能够大规模中工业排入地球大气层里的二氧化碳。

 

  据国外媒体报道,佛罗里达大学的研究人员发现,某种深海底的细菌能够大规模中和工业排入地球大气层里的二氧化碳。

  二氧化碳是大气层温室气体的主要组成成分,在一个被称作“隔离“的过程中,可以被捕捉和中和。大多数大气层二氧化碳是化石燃料燃烧产生的废气。把二氧化碳转变成无害化合物,需要花费持久的、热容酶。那是佛罗里达健康研究小组正在研究的内容。这种“硫微螺菌属”细菌产生碳脱水酶,可以排除生物体里的二氧化碳。

  那么,到底是什么元音导致深海细菌有如此魅力呢?它生活在深海喷泉口,它产生的酶适应高温。高温是酶“干活”时的必须条件,有了这个条件,它才有能力消灭工业二氧化碳。佛罗里达大学生物化学和分子生物学教授罗伯特·麦肯纳博士说。他是该大学健康研究小组的成员。

  “这个小不点能在那种极端温度和压力巨大的环境下存活。它已经适应了许多环境,能面对工业压力。”他说。

  麦肯纳小组的成员还有研究助理布莱恩·马翁和阿芙妮·哈特。最近,他们的这一研究成果发表在内容为生物结晶学和化学工程科学的《晶体学报》上。

  该项发现的化学程序如下:

  酶和碳酸酐酶,能在二氧化碳和水之间催化一种化学反应。二氧化碳跟酶相互作用,将温室气体转化为碳酸氢盐。碳酸氢盐能进一步被加工成苏打和粉笔这类产品。

  在工业环境里,佛罗里达大学研究人员相信,碳酸酐酶能用这种方式捕捉到:

  碳酸酐酶被作为溶剂放到一个反应容器里,那容器是一个大型净化蒸馏塔。废气通过溶剂,碳酸酐酶把二氧化碳转化为碳酸氢盐。

  中和工业数量的二氧化碳,需要大量碳酸酐酶,因此,麦肯纳小组找到了一种生产酶的方法,无需不断去海床上采集。这种酶能在实验室里获得,只要使用基因工程,用普通的E·大肠杆菌就可以获得。到目前为止,佛罗里达健康研究小组已经生产出了几毫克碳酸酐酶。当然,如果要产业化,那还需要大量的酶才能中和二氧化碳。

  对研究人员来说,把这些酶放到实际环境里去工作,那将是一个挑战。不过,这种酶有很好的耐热能力,或许不用担心。

  此项研究的效率不高。因为这种酶需要高热稳定性,否则就不起作用。因此,还得继续研究。随后的研究目标是找到高热和快速运作的结合办法。另外,研究小组希望找到办法提高酶的稳定性,延长它们的寿命。这都是该项技术产业化的关键。

  麦肯纳和其他科学家们都发现,碳酸酐酶能中和二氧化碳,而找到最好的酶,将它的工作变得有效率,负担得起碳封存系统则是大家共同的挑战。麦肯纳说,他对此发现很有信心,这一发现绝对有益于改善地球环境:“废气里的热氧化碳,真的有可能被像碳酸酐酶这样的酶排中和掉。”麦肯纳说。

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