Connus pour leur capacité à éliminer le méthane de l'environnement et à le convertir en un carburant utilisable, les bactéries méthanotrophes ont longtemps fasciné les chercheurs. Mais comment, exactement, ces bactéries effectuent naturellement une réaction aussi complexe a été un mystère.

Aujourd'hui, une équipe interdisciplinaire de la Northwestern University a découvert que l'enzyme responsable de la conversion méthane-méthanol catalyse cette réaction sur un site qui ne contient qu'un seul ion cuivre.

Cette découverte pourrait conduire à une nouvelle conception, des catalyseurs fabriqués par l'homme qui peuvent convertir le méthane - un gaz à effet de serre très puissant - en méthanol facilement utilisable avec le même mécanisme sans effort.

"L'identité et la structure des ions métalliques responsables de la catalyse sont restées insaisissables pendant des décennies, " a déclaré Amy C. Rosenzweig de Northwestern, co-auteur principal de l'étude. "Notre étude constitue un grand pas en avant dans la compréhension de la façon dont les bactéries convertissent le méthane en méthanol."

"En identifiant le type de centre cuivre impliqué, nous avons posé les bases pour déterminer comment la nature effectue l'une de ses réactions les plus difficiles, " a déclaré Brian M. Hoffman, co-auteur principal.

L'étude sera publiée vendredi, 10 mai dans le journal Science . Rosenzweig est professeur distingué de la famille Weinberg en sciences de la vie au Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern. Hoffman est professeur de chimie Charles E. et Emma H. ​​Morrison à Weinberg.

En oxydant le méthane et en le transformant en méthanol, les bactéries méthanotrophes (ou « méthanotrophes ») peuvent emballer un coup de poing. Non seulement ils éliminent un gaz à effet de serre nocif de l'environnement, ils génèrent également un produit facilement utilisable, carburant durable pour les automobiles, électricité et plus.

Les processus industriels actuels pour catalyser une réaction méthane-méthanol nécessitent une pression énorme et des températures extrêmes, atteignant plus de 1, 300 degrés Celsius. Méthanotrophes, cependant, effectuer la réaction à température ambiante et "gratuitement".

« Alors que les sites de cuivre sont connus pour catalyser la conversion du méthane en méthanol dans les matériaux fabriqués par l'homme, la catalyse méthane-méthanol sur un site monocuivre en conditions ambiantes est inédite, " a déclaré Matthew O. Ross, un étudiant diplômé co-dirigé par Rosenzweig et Hoffman et le premier auteur de l'article. "Si nous pouvons développer une compréhension complète de la façon dont ils effectuent cette conversion dans des conditions aussi douces, nous pouvons optimiser nos propres catalyseurs."

L'étude s'intitule « La monooxygénase de méthane particulaire ne contient que des centres de cuivre mononucléaires ».