甲烷分子示意图
甲烷细菌是著名的“甲烷清道夫”，它们可以利用甲烷-甲醇转化反应，轻松地将甲烷转化为可用燃料。长期以来，甲烷细菌的转化能力一直吸引着研究人员的关注。然而，甲烷细菌究竟是如何轻而易举地进行复杂的甲烷反应却一直是一个谜。
网站5月9日报道，《科学》杂志发文称，美国西北大学（Northwestern University）的一个跨学科研究小组发现，与甲烷-甲醇转化反应相关的酶的催化位点仅包含一个铜离子，这一发现可能会催生全新设计的人造催化剂。新催化剂能以类似的“轻松机理”促进甲烷-甲醇转化反应。
论文作者、西北大学教授Amy C. Rosenzweig说：“几十年来，起催化作用的金属离子的‘身份’和结构始终难以确定。我们的研究将为理解甲烷细菌对甲烷的转化带来飞跃。”论文合著者Brian M. Hoffman教授补充说：“通过确定催化反应涉及的铜中心类型，我们为深入理解自然界最具挑战性的反应奠定了基础。”
甲烷细菌将甲烷氧化为甲醇，不仅去除了有害的温室气体，还提供了易于使用的清洁燃料。目前催化甲烷-甲醇反应的工业过程需要极高的压力和温度（约1300℃）。而甲烷细菌在室温下即可“免费”完成转化反应。论文第一作者Matthew O Ross说：“虽然铜基催化剂对甲烷-甲醇转化反应的促进作用是已知的。但温和条件下单铜催化位点的转化反应却是前所未见的。通过进一步了解甲烷细菌的转化作用，我们就能对现有催化剂进行优化了。”
科界原创
编译：雷鑫宇
审稿：阿淼
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