Människokroppen visar hur energiproduktion kan effektiviseras
Ledtrådar från människans DNA har gett forskare svar på hur energiproduktion, exempelvis i bränsleceller, kan effektiviseras utan inblandning av koldioxid.
Den nya forskningen visar hur de spiralformade molekylerna, som finns naturligt i allt syreberoende liv, katalyserar energiproduktionen i cellerna.
Syre är viktigt för ett flertal processer i kroppen, till exempel i cellandningen, där glykos omvandlas till vatten och koldioxid med hjälp av syre, samtidigt som energi avges.
Utmaningen är dock att glykos-, vatten- och koldioxidmolekyler antar så kallade singlet-tillstånd medan syrgasen antar triplett-tillstånd, vilket innebär att reaktionen inte kan ske utan att något tillförs den kemiska reaktionen. Detta kan dock ske med hjälp av någon form av katalysator.
När det gäller andra typer av reaktioner, till exempel i bränsleceller där vät- och syrgas omvandlas till vatten för att utvinna energi, kan tungmetaller såsom platina agera katalysator. Men det har hittills inte varit känt vad motsvarande katalysator skulle kunna vara i kroppen och varför det görs med sådan effektivitet som det faktiskt gör.
– För att reduktionen av syrgas ska ske med stor effektivitet i reaktionen ska alla biologiska spiralformade molekyler vara skruvade åt samma håll, vilket leder till en närmast hundraprocentig sannolikhet för att syrgasen tas om hand i kroppen, säger Jonas Fransson, professor vid institutionen för fysik och astronomi.
Det som gör de spiralformade molekylerna effektiva som katalysatorer är att de kan dela upp syrgasen i syreatomer som kan reagera med glukos för att producera energi, vatten och koldioxid på ett helt annat sätt än till exempel platina. Upptäckten gör att man i framtiden skulle kunna konstruera billiga och effektiva bränsleceller utan tungmetaller.
Källa: Uppsala universitet
