Bioelectrocatalysis with a palladium membrane reactor

计算机科学 化学 催化作用 生物化学
作者
Aiko Kurimoto,Seyed A. Nasseri,C.E.L. Hunt,Michael B. Rooney,Dalimil Dvořák,Natalie E LeSage,Ryan P. Jansonius,Stephen G. Withers,Curtis P. Berlinguette
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1) 被引量:7
标识
DOI:10.1038/s41467-023-37257-7
摘要

Enzyme catalysis is used to generate approximately 50,000 tons of value-added chemical products per year. Nearly a quarter of this production requires a stoichiometric cofactor such as NAD+/NADH. Given that NADH is expensive, it would be beneficial to regenerate it in a way that does not interfere with the enzymatic reaction. Water electrolysis could provide the proton and electron equivalent necessary to electrocatalytically convert NAD+ to NADH. However, this form of electrocatalytic NADH regeneration is challenged by the formation of inactive NAD2 dimers, the use of high overpotentials or mediators, and the long-term electrochemical instability of the enzyme during electrolysis. Here, we show a means of overcoming these challenges by using a bioelectrocatalytic palladium membrane reactor for electrochemical NADH regeneration from NAD+. This achievement is possible because the membrane reactor regenerates NADH through reaction of hydride with NAD+ in a compartment separated from the electrolysis compartment by a hydrogen-permselective Pd membrane. This separation of the enzymatic and electrolytic processes bypasses radical-induced NAD+ degradation and enables the operator to optimize conditions for the enzymatic reaction independent of the water electrolysis. This architecture, which mechanistic studies reveal utilizes hydride sourced from water, provides an opportunity for enzyme catalysis to be driven by clean electricity where the major waste product is oxygen gas.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
3秒前
mmmmmMM完成签到,获得积分10
4秒前
Jasper应助伯赏夏彤采纳,获得10
5秒前
孤独的小玉完成签到,获得积分20
6秒前
9秒前
宋芝璇完成签到 ,获得积分10
13秒前
科研通AI5应助Hey采纳,获得10
14秒前
19秒前
xiao完成签到,获得积分20
22秒前
王博士完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
26秒前
科研通AI5应助小飞飞2180采纳,获得10
27秒前
完美世界应助爱听歌笑寒采纳,获得10
30秒前
chd完成签到 ,获得积分10
32秒前
34秒前
34秒前
xj完成签到,获得积分10
34秒前
科目三应助zz321采纳,获得10
38秒前
2463841186完成签到,获得积分10
38秒前
38秒前
ding应助逃亡的小狗采纳,获得10
40秒前
43秒前
自信的丸子完成签到,获得积分10
45秒前
15327432191完成签到 ,获得积分10
47秒前
小飞飞2180发布了新的文献求助10
48秒前
优秀的白卉完成签到 ,获得积分10
51秒前
53秒前
55秒前
顺心牛排发布了新的文献求助10
57秒前
赘婿应助柠檬百香果采纳,获得10
58秒前
He完成签到 ,获得积分10
1分钟前
情怀应助长情的昊焱采纳,获得10
1分钟前
简单刺猬发布了新的文献求助10
1分钟前
fei完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
嘉嘉发布了新的文献求助10
1分钟前
华仔应助顺心牛排采纳,获得10
1分钟前
小天发布了新的文献求助10
1分钟前
tonstark完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778595
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324214
关于积分的说明 10217326
捐赠科研通 3039397
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668059
邀请新用户注册赠送积分活动 798482
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758385