Door een internationale samenwerking tussen de Universiteit van Bristol en de Universiteit van Padua in Italië zijn kunstmatige cellen die in staat zijn tot zuurstofgasproductie en chemische signalering, gemaakt met behulp van een combinatie van synthetische en biologische katalysatoren.

Van de synthese van medicijnen tot de productie van kunststoffen, katalysatoren - stoffen die chemische reacties versnellen zonder te worden verbruikt - vormen de ruggengraat van veel industriële processen.

Katalysatoren zijn er in vele vormen, zoals anorganische nanodeeltjes, organische vloeistoffen en waterige enzymen, en kunnen worden gekoppeld aan vaste oppervlakken om hun prestaties te verbeteren.

In een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie , een internationaal onderzoeksteam, geleid door scheikundigen van de Universiteit van Bristol, gebruikte twee verschillende soorten katalysatoren om een ​​nieuw type kunstmatige cel te ontwikkelen die waterstofperoxide kan ontleden en zuurstof kan genereren.

Het team gebruikte een op ruthenium gebaseerde anorganische katalysator in de vorm van een synthetisch enzym (synzym) als een membraanstructurerend middel om grote hoeveelheden zuurstofbellen te genereren die ze vervolgens gebruikten om synzym-gedreven drijvende microcapsules te construeren.

In aanvulling, het natuurlijke enzym mierikswortelperoxidase werd in de protocellen gevangen, zodat de synthetische en biologische katalysatoren wedijverden om waterstofperoxide dat in de oplossing aanwezig was.

Het team gebruikte de antagonistische opstelling van de twee katalysatoren om een ​​rudimentaire chemische signaalroute te implementeren tussen leden van een kunstmatige protocelgemeenschap die in oplossing waren verspreid of in kleine druppeltjes waren opgesloten.

Professor Marcella Bonchio, van de Universiteit van Padua, zei:"Omdat de op ruthenium gebaseerde katalysator een aanzienlijk potentieel heeft in bio-geïnspireerde katalyse, het lijkt haalbaar dat gemeenschappen van synzyme-protocellen een stap zouden kunnen zijn in de richting van synthetische metabole netwerken op basis van door licht geactiveerde stimuli."

Professor Stephen Mann van de School of Chemistry van de Universiteit van Bristol, toegevoegd:"Onze resultaten benadrukken een nieuw type katalytisch microcompartiment met multifunctionele activiteit en bieden een stap in de richting van de ontwikkeling van protocelreactienetwerken."