发现一种酶，可把空气里的微量氢气转化为电流

澳大利亚科学家发现了一种能将空气转化为能量的酶。今天发表在《自然》上的这一发现表明，这种酶利用大气中的少量氢来制造电流。这一发现为创造真正从稀薄空气中获取能量的设备开辟了道路。

澳大利亚墨尔本莫纳什大学生物医学发现研究所的学生 Ashleigh Kropp 和教授 Chris Greening 从一种常见的土壤细菌中制备并检测了一种耗氢酶。

该团队最近的工作表明，许多细菌利用大气中的氢作为营养贫乏环境中的能源。 “一段时间以来，我们已经知道细菌可以利用空气中的微量氢作为能量来源，帮助它们生长和生存，包括在南极土壤、火山口和深海中的环境。”Greening教授说，“但直到现在我们才知道它们是怎么做到的。”

在这篇论文中，研究人员从耻垢分枝杆菌提取了可以催化大气氢的酶。他们表明，这种称为 Huc 的酶可将氢气转化为电流。 Grinter 博士指出，“Huc 非常高效。与所有其他已知的酶和化学催化剂不同，低于大气水平的氢气——低至我们呼吸空气的0.00005%，就能促发反应。”

研究人员使用多种前沿方法揭示了大气氢氧化的分子蓝图。他们使用先进的显微镜 (cryo-EM) 来确定它的原子结构和电通路，突破界限以产生迄今为止该方法解析度最高的酶结构。他们还使用了一种电化学技术来证明纯化的酶可以在微小的氢浓度下产生电能。

Kropp的实验室表明，可以长期储存纯化的 Huc。“它非常稳定。可以将酶冷冻或将其加热到80摄氏度，并且它仍能保持产生能量的能力，这反映出这种酶有助于细菌在最极端环境中生存。”

Huc 是一种“天然电池”，可以从空气或添加的氢气中产生持续的电流。虽然这项研究还处于早期阶段，但 Huc 的发现具有开发小型气动设备的巨大潜力，例如作为太阳能设备的替代品。

像 Huc 这样产生酶的细菌很常见，可以大量繁殖，这意味着我们可以获得可持续的酶来源。Grinter 博士说，未来工作的一个关键目标是扩大 Huc 的生产规模。 “一旦我们生产出足够数量的 Huc，天空就是使用它生产清洁能源的极限。”

出处：https://phys.org/news/2023-03-newly-enzyme-air-electricity-source.html