무공해 수소에너지 생산메커니즘 연구

현대 사회에서는 많은 에너지가 사용되어 그것은 주로 화석 연료를 태우는 것으로 얻을 수있다. 그러나 화석 연료는 양이 한정되어 있기 때문에 친환경적 지속 가능한 에너지원의 개발이 요구되고있다. 수소를 쉽게 싸게 생산하는 것은 깨끗하고 지속 가능한 에너지 실현을 위한 목표의 하나가되고있다. 

현재 수소는 화석 연료에서 얻은 있지만 세균은 수십억년 동안 수소를 생산하고있다. 그곳에서는 효소가 이용되고 있지만, 그 활성 부위의 구조는 복잡하고 어떻게 형성되어 있는지를 알고 있지 않았다. 그래서 캘리포니아대학에  의해 그 형성메커니즘이 밝혀졌다. Britt 박사에 따르면 세균이 어떻게 복잡한 활성 부위를 가진 효소를 생성하는지, 그것이야말로 그들이 찾아 요구하고 있던 것이었다한다. 

그리고 화학자로서의 관점에서 보면, 그 반응은 매우 이상한 것이었다한다. 철원자와 황원자의 조합에 시안화물 및 일산화탄소가 결합된 구조를 가지고있다. 시안화물 및 일산화탄소는 아미노산의 하나인 티로신으로부터 얻을 수있는 것으로 알려져 있었다. 이러한 물질은 통상이라면 높은 독성을 가지고 있지만 정확하게 제어됨으로써 그 반응만 잘 이용되고있다. 

그들은 전자스핀공명(EPR)를 이용하여 활성부위 생성에는 라디칼 S- 아데노실 메티오닌 (Radical SAM)라는 반응성이 높은 효소의 한 종류가 이용되고있는 것을 발견했다. 거기는 티로신이 4개의 철원자와 4개의 황원자 구성하는 클러스터에 결합하여 시안화물 및 일산화탄소가 잘리는. 또한 푸리에 변환형 적외선 분광법 (FT-IR)를 이용하여 어떻게 철-시안-일산화탄소의 복합체가 형성되는지를 분석했다. 

이러한 실험 결과를 합하여 일반적으로 위험하다고 간주되는 라디칼을 이용하여 마찬가지로 위험하다고 간주되는 시안화물 및 일산화탄소를 안전한 방법으로 효소로 결합시키는 메커니즘을 해명 했다. 이러한 세균 효소의 메커니즘 해명은 인위적으로 흉내 내기위한 새로운 자원 생성 방법으로 응용되어가는 것이다. 

전자스핀 공명이나 푸리에 변환형 적외선 분광법이라는 것은 쉽게 말하면 화학 물질의 구조를 분석하는 기계입니다. 라디칼은 반응성이 높기 때문에 세포 내에서 감도있게되어 버리면 세포와 DNA를 손상 원인이됩니다. 시안은 청산가리로 일산화탄소는 일산화탄소 중독의 원인으로 유명하다고 생각합니다.