名古屋大学 克雷布斯循环代谢物落在富含能量的碳原料中 迫在眉睫的环境危机要求向绿色经济紧急过渡
日本名古屋大学的一组科学家，在斋藤秀树教授的带领下，最近发现了一个有趣的方法来实现这一点——利用活细胞中的一个重要代谢途径
他们的目标是将能源匮乏的路径产品转化为生物可再生产品，这些产品有可能以可持续的方式为我们的世界提供动力
在大多数植物、动物、真菌和细菌中，一种叫做“克雷布斯循环”的途径负责为细胞提供燃料来执行它们的功能
在线粒体中运行，这一循环最终导致形成富含能量的化合物，如NADH和FADH2(用于为生物体提供能量)和缺乏能量的代谢物，如C4-、C5-和C6-多羧酸(PCAs)
最近，人们探索了将高度功能化的聚碳酸酯修饰成可生物再生的分子的想法，即通过恢复其生成过程中丢失的碳-氢键
这将需要这些生物分子经历被称为“脱水”和“还原”的反应，即克雷布斯循环的逆转——一个复杂的过程
在他们发表在《科学进展》杂志上的新研究中，斋藤教授和他的团队通过寻找一种人工“催化剂”来迎接挑战，这种分子可以促进这种修饰
他们专注于一种功能强大、用途广泛的前催化剂，称为膦-联吡啶-膦(PNNP)铱(Ir)-联吡啶配合物
斋藤教授说，“单一活性金属催化剂，如(PNNP) Ir催化剂，可以促进高度功能化(高度氧化和氧化)生物质原料的选择性氢化和脱水，如克雷布斯循环代谢物
" 当科学家们在C4、C5和C6多元羧酸以及其他与线粒体相关的代谢物上测试这种前催化剂的使用时，他们发现碳氢键通过氢化和脱水反应有效地结合到代谢物中——这是一项否则很难实现的壮举
碳氢键的恢复意味着富含能量的有机化合物可以从自然界丰富的低能量物质中产生
此外，这些反应产生了称为“二醇”和“三醇”的化合物，它们可用作保湿剂、建筑塑料和其他聚合物
这一反应中唯一的“废物”是水，给了我们一种清洁的能源
不仅如此，这些复杂的过程可能会以“一锅方式”发生，使这个过程变得高效
斋藤教授和他的团队乐观地认为，他们的研究将对以可再生能源为中心的未来产生重要影响
斋藤教授说，“像锯屑和腐烂的食物这样浪费的碳原料含有大量不同的羧酸和它们潜在的衍生物
分子红外催化剂可用于制备零排放材料
许多商品塑料和聚合物材料可以使用氢化过程中获得的二醇和三醇由基于生物质的浪费原料生产
" 有了这些发现，一个更加绿色、更加碳中和的社会肯定在望
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