Bulndukları çevreden metanı çekerek, bu metandan kullanılabilir bir yakıt üretebilen metanotrofik (methanotrophic) bakteriler keşfedildikleri günden bu yana farklı disiplinler tarafından araştırmaların konu mankeni olarak bilimsel literatürde kendisine yer edinmiştir. Ancak bu bakterilerin bu denli kompleks reaksiyonlar zincirini nasıl gerçekleştirdiği, mekanizmalarında nasıl enzimler kullandığı tam olarak bilinmiyordu.

Şimdi ise Northwestern University'de farklı disiplinlerden birçok bilim insanı bir araya gelerek, metan-metanol dönüşümünden sorumlu olan enzimin hangi metal ile çalıştığını keşfetti. Bu enzim yalnızca bir tane bakır iyonu olan bir noktada metanol dönüşümünü katalize edebiliyor.

Bu yeni keşif ve ilişkili bulgularının insan yapımı yeni ve özgün dizayn edilecek katalistler üreterek, önemli sera gazlarından birisi olan metan gazını, kullanıma hazır bir yakıt olan metanole oldukça basit ve eforsuz biçimde dönüştürülebilmesine ön ayak olacağı düşünülüyor.

Bu yapay katalistlerin tıpkı keşfedilen enzim gibi çalışması ve aynı mekanizma ile görevini yapması en kısa ve kolay yol olarak görünüyor. Bu katalizasyon süreci için hangi metal iyonlarının sorumlu olarak görev yaptığı ve yapılarının ne olduğu onlarca yıldır bilinmezliğini koruyordu.

Araştırmanın yazarlarından olan Northwestern'den Amy C. Rosenzweig'e göre yürüttükleri çalışma, bakterilerin metan-metanol dönüşümünde üstlendiği rolün anlaşılmasında son derece etkili olacak ve sıçrama yaratacak

"By identifying the type of copper center involved, we have laid the foundation for determining how nature carries out one of its most challenging reactions," said Brian M. Hoffman, co-senior author.

Geçtiğimiz Cuma günü Science'ta yayımlanan makalenin yazarlarından olan Brian M. Hoffman, bakır iyonunun merkezi konumlanmasının keşfetmeleri ile, doğanın üstesinden gelmesi en zor kimyasal reaksiyonlardan birini, bakteriler üzerinden nasıl başardığını anlamamızı sağladığını belirtti.

Kısaca, metan moleküllerinin oksidizasyonu (yükseltgenmesi) ile metanole çevirilmesi olan bu dönüşümü gerçekleştiren metanotrof bakteriler ard arda gelen veya birbirini tetikleyen iki büyük sorunu aynı anda aşmanın mümkün olduğunu doğal olarak gösteriyor. Yalnızca zararlı bir sera gazını çevreden temizlemekle kalmıyorlar, aynı zamanda halihazırda kullanılabilir ve sürdürülebilir yakıt olarak otomobil, elektrik ve fazlası için geçerli olabilecek bir yakıt olan metanolü üretiyorlar.

Şu an metan-metanol dönüşümünü katalize eden mevcut endüstriyel süreçler dev basınçları ve yüksek sıcaklıkları (yaklaşık 1300 santigrat derece gibi) gerektiriyor. Bu seviyede basınç sıcaklıkların maliyet yükünü tahmin etmek çok da zor değil. Metanotrofik bakteriler ise bu süreci hem bedavaya hem de oda sıcaklığında gerçekleştirebiliyor.

Bakır varlığında insan yapımı süreçler ile metan-metanol dönüşümünün katalize edilebildiği biliniyor olsa da, yalnızca bir bakır iyonunun bulunduğu noktada oldukça da olağan ve günlük koşullarda bu reaksiyonun gerçekleşmesinin daha önce görülmemiş olduğunu belirten araştırmacılar, tam olarak (nümerik, kuantitatif ve moleküler) tüm sürecin ortaya çıkarılması ile insan yapımı katalizörlerin de mükemmelleştirilebileceğini öne sürüyor.