研究表明只需加电就能制造氨基酸!

日本九州大学的一项新研究有朝一日可以帮助人类远离地球生活,从而为他们在太空中生存提供一些营养,甚至为生命的起源提供线索。

九州大学研究人员建造的示范流动反应器通过电驱动的反应将原料连续转化为氨基酸。通过选择正确的电催化剂和原料组合,研究人员实现了氨基酸的高效合成。这种生产氨基酸的方法比目前的方法消耗的资源少,有一天可能会使用类似的方法为生活在太空中的人们提供生存所需的一些必需营养素。图片来源:九州大学Szabolcs Arany

国际碳中和能源研究所的研究人员报告了一种新的过程,该过程利用电来驱动氨基酸的高效合成,为更简单和更少资源密集的生命关键要素的生产打开了大门。

通过加电制造氨基酸

氨基酸除了是蛋白质的基本组成部分外,还涉及各种功能材料,例如饲料添加剂,增味剂和药物。

但是,目前大多数人工生产氨基酸的方法都是基于微生物的发酵,该过程耗费时间和资源,因此在空间有限和资源受限的条件下生产这些重要营养素不切实际。

因此,研究人员一直在寻找可通过可再生资源产生的电力驱动的高效生产方法,但迄今为止,人们一直在使用有毒的铅或汞或昂贵的铂电极,导致效率和选择性低下。

研究成果

Takashi Fukushima和Miho Yamauchi现在在《化学通讯》上报道说,他们成功地利用丰富的材料有效地合成了几种类型的氨基酸。

Yamauchi说:“整体反应很简单,但我们需要正确地结合起始原料和催化剂,使其能够在不依赖稀有原料的情况下真正发挥作用。”

研究人员对的组合解决二氧化钛作为电催化剂和有机酸称为α-酮酸作为关键的源材料。二氧化钛在地球上非常丰富,并且α-酮酸可以很容易地从木质生物质中提取。

将α-酮酸和氮源(例如氨水或羟胺)放置在水基溶液中,并使用两个电极(其中一个是二氧化钛)使电流通过,从而合成了七个氨基酸(丙氨酸,甘氨酸,天冬氨酸,谷氨酸,亮氨酸,苯丙氨酸和酪氨酸,即使在温和条件下也能高效,高选择性地进行。

氢气也是反应的一部分,也是在此过程中产生的氢气,这是水中电极之间通电的自然结果。

除了演示反应之外,研究人员还构建了可以连续电化学合成氨基酸的流动反应器,这表明了将来扩大生产规模的可能性。

山内i评论说:“我们希望我们的方法将为未来在太空中构建人造碳和氮循环提供有用的线索。”

她补充说:“电化学过程还被认为通过非生物途径为生命生产基本化学物质,从而在生命起源中发挥了作用,因此我们的发现也可能有助于阐明生命创造的奥秘。”

给TA打赏
共{{data.count}}人
人已打赏
技术干货

丙烷是什么?有哪些用途?

2020-4-16 11:29:22

技术干货

没想到植物废料中生产氨基酸!

2020-4-16 11:56:57

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
购物车
优惠劵
搜索