شیمی سبز و سوخت زیستی
شیمی سبز و سوخت زیستی
مجله علمی ایلیاد - عملکرد آنزیم «FAP» که در زمینه‌ی سوخت‌های زیستی و به طور کل «شیمی سبز» مفید فایده واقع می‌شود، رمزیابی شده است. در تیم تحقیقاتی کشف‌کننده‌ی مکانیسم عملکرد این آنزیم متخصصین متعددی از دانشگاه‌ها و موسسات علمی فرانسه حضور داشته‌اند. نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Science منتشر شده است.
آنزیم FAP که «فوتوکربوکسیلاز اسیدهای چرب» نیز نامیده می‌شود به صورت طبیعی در جلبک‌های طبیعی مانند «کلورلا» وجود دارد. این آنزیم در سال ۲۰۱۷ شناخته شد. محققین در آن زمان دریافتند که این آنزیم می‌تواند از انرژی نوری برای تولید هیدروکربن از اسیدهای چرب تولید شده توسط میکروجلبک‌ها استفاده کند. محققین برای درک مکانیسم عملکرد این آنزیم از آزمایشات و کارهای نظری متعددی بهره برده‌اند.
درک عملکرد این آنزیم از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا می‌تواند فرصت جدیدی برای تولید پایدار سوخت‌های زیستی با استفاده از اسیدهای چرب تولید شده توسط اُرگانیسم‌های زنده فراهم کند. آنزیم FAP می‌تواند تولید ترکیبات ارزشمندی را در علم شیمی تسهیل کند و منجر به تولید محصولات آرایشی و دارویی مهمی شود.
علاوه بر اینها، از آنجا که واکنش آنزیم FAP توسط نور تحریک می‌شود، پدیده‌هایی را در خود دارد که از سرعت‌های خارق‌العاده‌ای بهره می‌برند. بنابراین این آنزیم فرصت منحصربه‌فردی برای درک واکنش‌های شیمیایی در اُرگانیسم‌های زنده به‌دست می‌دهد.
در این مطالعه محققین دریافته‌اند که در صورت نوردهی به FAP و جذب فوتون توسط آن، یک الکترون طی ۳۰۰ پیکوثانیه از اسید چرب تولید شده توسط جلبک کم می‌شود. این اسید چرب در مرحله‌ی بعد تبدیل به هیدروکربن و دی‌اکسیدکربن می‌شود. اکثر دی‌اکسیدکربن تولید شده طی ۱۰۰ نانوثانیه تبدیل به بی‌کربنات می‌شود. این فعالیت به کمک نور انجام می‌شود، ولی از فوتوسنتز جلوگیری نمی‌کند؛ مولکول فلاوین موجود در آنزیم که فوتون نوری را جذب می‌کند، دچار خمش می‌شود. این خمش باعث می‌شود طیف جذبی مولکول به سمت قرمز گرایش پیدا کند.
محققین در آزمایش‌های خود به کمک تئوری‌های ارائه شده توانسته‌اند این رخدادها را در مقیاس اتمی به عینه مشاهده کنند. آن‌ها در این مطالعه از ترکیب علوم مختلفی مانند مهندسی زیستی، فیزیک نور، طیف‌سنجی، کریستالوگرافی استاتیک و دینامیک استفاده کرده‌اند.