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科学家揭示了固氮的化学代码
发布日期:2018-05-16

em来自耶鲁大学的一个科学家小组揭示了一部分化学代码,它允许大自然将氮气从空气转化成可用的氮化合物。 / em

该过程称为固氮,它发生在植物根部的微生物中。这就是大自然如何使自己的肥料喂养我们的植物。

负责天然氮固定的酶被称为固氮酶。耶鲁大学化学教授Patrick Holland及其团队设计了一种新的化合物,其关键特性有助于解释固氮酶。研究结果在“自然”杂志的9月23日在线版中描述。

“氮在一系列铁和硫原子上与氮反应,这很奇怪,因为其他铁 - 硫化合物通常不与氮反应,无论是在其他酶还是由化学家合成的数千种已知铁硫化合物中”荷兰说。

牢记这一点,荷兰和他的团队设计了一种新的化合物,它在固氮酶中有两种不同的性质:防止不希望的反应的大原子屏蔽原子团,以及在加入电子后易断裂的弱铁硫键。设计证明是成功的,因为化合物与大气中的氮结合,就像固氮酶一样。

有了这种洞察大自然如何修复氮,荷兰和他的同事希望设计合成催化剂,将氮转化为氨,即自然系统中产生的主要肥料。 “自然系统比目前用于制造氨的工业过程要友好得多,因为它使用非常高的温度和压力,”Holland说。

通过简化氨合成,可以在农场现场制造肥料,从而降低运输和生产成本。 “这项工作表明,精心设计的化合物可以帮助我们弄清楚自然系统如何使用丰富的原材料,如大气中的氮气,”荷兰说。

该论文的共同作者是耶鲁的IlijaČorić,Brandon Mercado和David Vinyard以及德国马克斯普朗克化学能量转换研究所的Eckhard Bill。国立卫生研究院和马克斯普朗克协会支持这项研究。

出版物:IlijaČorić等,“二氮对铁 - 硫 - 碳位点的结合”,Nature(2015); DOI:10.1038 / nature15246

来源:耶鲁大学吉姆谢尔顿


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