La crise environnementale imminente appelle une transition urgente vers une économie verte Une équipe de scientifiques de l’Université de Nagoya, au Japon, dirigée par le professeur Susumu Saito, a récemment trouvé un moyen intéressant d’y parvenir – en tirant parti d’une voie métabolique importante dans les cellules vivantes. Leur objectif était de transformer les produits pauvres en énergie en produits biorenouvelables qui pourraient potentiellement alimenter notre monde de manière durable.

Dans la plupart des plantes, animaux, champignons et bactéries, une voie appelée «cycle de Krebs» est chargée de fournir du carburant aux cellules pour qu’elles remplissent leurs fonctions Opérant dans les mitochondries, ce cycle aboutit finalement à la formation de composés riches en énergie comme le NADH et le FADH2 (qui sont utilisés pour alimenter l’organisme) et de métabolites déficients en énergie comme les acides polycarboxyliques C4-, C5- et C6 (PCA ) Récemment, l’idée de modifier les PCA hautement fonctionnalisés en molécules biorenouvelables a été explorée, en restaurant les liaisons carbone-hydrogène (C-H) perdues lors de leur création. Cela nécessiterait que ces biomolécules subissent des réactions appelées «déshydratation» et «réduction», c’est-à-dire l’inversion du cycle de Krebs – un processus compliqué

Dans leur nouvelle étude, publiée dans Science Advances, le professeur Saito et son équipe ont relevé le défi en cherchant à trouver un «catalyseur» artificiel, une molécule qui pourrait faciliter cette modification Ils se sont concentrés sur un précatalyseur puissant et polyvalent appelé complexe phosphine-bipyridine-phosphine (PNNP) iridium (Ir) -bipyridyle»Le professeur Saito déclare:« Un catalyseur à métal actif unique tel que le catalyseur Ir (PNNP) peut faciliter l’hydrogénation et la déshydratation sélectives d’une biomasse hautement fonctionnalisée (hautement oxydée et oxygénée) comme les métabolites du cycle de Krebs”

Lorsque les scientifiques ont testé l’utilisation de ce précatalyseur sur les acides polycarboxyliques C4, C5 et C6 et d’autres métabolites pertinents pour les mitochondries, ils ont découvert que les liaisons CH étaient incorporées efficacement dans les métabolites via des réactions d’hydrogénation et de déshydratation – un exploit sinon très difficile à réaliser La restauration des liaisons C-H signifie que des composés organiques riches en énergie peuvent être générés à partir de matériaux pauvres en énergie qui sont abondants dans la nature De plus, les réactions ont abouti à des composés appelés «diols» et «triols», qui sont utiles comme agents hydratants et dans la construction de plastiques et autres polymères. Le seul «déchet» de cette réaction est l’eau, ce qui nous donne une source d’énergie propre Non seulement cela, ces processus complexes pourraient se dérouler de manière «one-pot», ce qui rend ce processus efficace

Le professeur Saito et son équipe sont optimistes que leurs recherches auront des conséquences importantes pour un avenir centré sur les énergies renouvelables Le professeur Saito déclare: «Les matières premières de carbone gaspillées comme la sciure de bois et les aliments pourris contiennent une voûte de différents acides carboxyliques et de leurs dérivés potentiels Le catalyseur Ir moléculaire (PNNP) peut être utilisé pour fabriquer des matériaux à émission nulle De nombreux plastiques et matériaux polymères de base pourraient être produits à partir de matières premières résiduelles à base de biomasse en utilisant les diols et les triols obtenus à partir du processus d’hydrogénation”

L’article, «Réaction de H2 avec des métabolites pertinents pour les mitochondries à l’aide d’un catalyseur moléculaire multifonctionnel», a été publié dans la revue Science Advances le 23 octobre 2020 à DOI: 101126 / sciadvabc0274

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Énergie, Cellule

News – États-Unis – Récolter l’énergie des cellules vivantes pour lutter contre le changement climatique – ScienceBlogcom
Titre associé :
Récolter l’énergie des cellules vivantes pour lutter contre le changement climatique
Catalyser un monde zéro carbone en récoltant l’énergie des cellules vivantes

Source: https://scienceblog.com/519545/harvesting-energy-from-living-cells-to-beat-climate-change/

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