El Futuro de la Ciencia y de la Tecnolog

El ox?geno puede ser necesario para la vida, pero seguro consigue de la manera de hacer el combustible del hidr?geno barato y abundante de una familia de las enzimas presentes en muchos microorganismos. El bloqueo de la trayectoria del ox?geno a una maquinaria de la producci?n enzim?tica podr?a conducir a una fuente de energ?a reanudable que generar?a solamente el agua como su residuo.

Los investigadores en el instituto de Beckman para la ciencia avanzada y la tecnolog?a en la universidad de Illinois en el Urbana-Chama'n han abierto una ventana por la simulaci?n de computadora que los deja considerar c?mo y adonde el hidr?geno y el ox?geno viajan al alcance y salen del sitio del catalizador de una enzima -- el racimo de H -- donde el hidr?geno se convierte en energ?a.

[More:]

Los cient?ficos de Illinois y tres colegas del laboratorio nacional de la energ?a reanudable en de oro, Colo., detallaron sus resultados en la aplicaci?n de septiembre la estructura del diario. Qu? encontraron podr?a ayudar a solucionar un problema de muchos a?os de la econom?a. Porque el ox?geno ata permanentemente al hidr?geno en el racimo de H, la producci?n del gas de hidr?geno se para. Consecuentemente, la fuente es de breve duraci?n. Los microorganismos numerosos tienen enzimas conocidas como hydrogenases que utilicen simplemente luz del sol y el agua para generar energ?a hidro'geno-basada.

"Entender c?mo el ox?geno alcanza el sitio activo proporcionar? la penetraci?n en c?mo la tolerancia del ox?geno del hydrogenase se puede aumentar con la ingenier?a de la prote?na, y, alternadamente, hacer hydrogenase una fuente econ?mica del combustible del hidr?geno," dijo a Klaus Schulten, al profesor de Swanlund de la f?sica en Illinois y a l?der del grupo te?rico de la biof?sica del Beckman.

Usar modelar de la computadora se convirti? en el laboratorio de Schulten -- din?mica molecular de Nanoscale (NAMD) y din?mica molecular visual (VMD) -- estudiante doctoral de la f?sica que Jordi Cohen cre? un modelo de la simulaci?n del todo-a'tomo basado en la estructura cristalina del hydrogenase CPI del pasteurianum del clostridium.

Este modelo no prohibido Cohen para visualizar y para seguir c?mo el ox?geno y el hidr?geno viajan al sitio catal?tico del hydrogenase, donde los gases atan, y qu? rutas las mol?culas toman mientras que salen. Usando un nuevo concepto que computaba, ?l pod?a describir la difusi?n del gas a trav?s de la prote?na y predecir exactamente las trayectorias de la difusi?n tomadas t?picamente.

"Qu? descubrimos sorprend?a," Schulten dicho. "el hidr?geno y el ox?geno difuso a trav?s de la prote?na algo r?pidamente, con todo, all? son diferencias claras."

El ox?geno requiere un pedacito que m?s espacio compar? con el m?s ligero y un hidr?geno m?s peque?o, permaneciendo cerca de pocos localiz? bien los canales que fluctuaban. El gas de hidr?geno viaj? m?s libremente. Porque la prote?na es m?s porosa al hidr?geno que al ox?geno, el hidr?geno difundi? con los caminos del ox?geno pero tambi?n con enteramente nuevos caminos se cerr? al ox?geno, los investigadores descubiertos.

Los investigadores concluyeron que podr?a ser posible cerrar los caminos del ox?geno del hydrogenase con la modificaci?n gen?tica de la prote?na y, de tal modo, aumentar la tolerancia de hydrogenases al ox?geno sin la interrupci?n del lanzamiento del gas de hidr?geno.

Los co-autores con Schulten y Cohen eran Kwiseon Kim, rey y Michael Seibert, todo el de Paul laboratorio nacional de la energ?a reanudable. Los institutos nacionales de la salud, del National Science Foundation y del Ministerio de ESTADOS UNIDOS de Energ?a financiaron la investigaci?n.

NAMD es un c?digo molecular paralelo de la din?mica dise?ado para la simulaci?n de alto rendimiento de sistemas biomoleculares grandes. VMD es un programa molecular de la visualizaci?n para exhibir, animar y analizar sistemas biomoleculares grandes usando los gr?ficos 3-D.