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• 肥料の合成やグリーン水素の输送媒体としてアンモニアが期待されているが、アンモニアの合成时に厳しい反応条件下での合成となり、多くの颁翱?の発生を伴う。一方で、バイオ触媒では温和な条件で合成できるが、生成速度が遅い。
• 当该研究では生体触媒の机能の一部を光触媒と电子伝达系を组み合わせることで、改善し、光バイオ触媒による常温常圧での窒素と水からアンモニアと水素の合成に成功した。
• 今回の成果は、再生可能エネルギーの普及に贡献し、カーボンニュートラル?エネルギー社会の実现に寄与するとともに、食粮生产に必要不可欠な肥料の価格の低下などに寄与し、持続可能な社会の実现に贡献できる。

　アンモニアは肥料や工业原料として広く使われる有用な化学薬品で、近年はグリーン水素の运搬の媒体としても期待されています。従来は、400℃、200気圧以上という高温、高圧下で、窒素と水素を用いて合成されており、エネルギー多消费のプロセスでした。
　一方で、ニトロゲナーゼという酵素では、常温、常圧下で、アデノシン叁リン酸(础罢笔)をエネルギー源としてアンモニアを合成しますが、反応速度が非常に遅いことが课题です。今回、シアノバクテリア内のニトロゲナーゼに、光触媒を用いて还元した电子伝达媒体のメチルビオロゲンを用いて、直接、电子を输送することで、大気中の窒素と水から直接、アンモニアを生体触媒に比べて80倍以上の速さで合成できることを见出しました。
　九州大学のカーボンニュートラル国際研究所(三井化学カーボンニュートラル研究センター)の石原達己教授、Kosem  Nuttavut特任助教、大﨑穣特任助教らの研究グループは、従来のシアノバクテリアの生体機能の一部の代謝系を、光触媒を用いて代替することと、生成したアンモニアの代謝を抑止することにより、常温、常圧下で窒素と水からアンモニアと水素を合成することを可能としました。
　今回の成果は、现在、环境保全の観点から要望されているカーボンニュートラルな社会の达成のために再生可能エネルギー起源のグリーン水素の利用の促进のみでなく、肥料などに使われるアンモニアの温和な条件での合成を通して持続可能な社会の実现に役立ちます。
　本研究成果は、オランダ、エルセビア社出版の雑誌「Applied Catalyst B Environment」に2023年10月24日（日本時間）にオンラインで公開されました。

(※1) ニトロゲナーゼ
リゾビウム (Rhizobium) 属（根粒菌）など窒素固定を行う細菌が持っている酵素。大気中の窒素をアンモニアに変換する反応を触媒する。
N? + 8H? + 8e? + 16ATP → 2NH? + H? + 16ADP + 16Pi
极めて酸素に弱く、酸素に触れると数分间で不可逆的に失活する。そのため、本酵素を有する生物にはそれぞれ空気中の酸素からニトロゲナーゼを隔离する机构が见られる。
(※2) シアノバクテリア
酸素を発生する光合成（酸素発生型光合成）を行う原核生物。 酸素発生型光合成は、植物の光合成と基本的に同じものである。 シアノバクテリアの祖先は30～25億年前に地球上に出現し、初めて酸素発生型光合成を始めた。
(※３)光触媒
光を照射することにより触媒作用を示す物质の総称。罢颈翱?などが代表的な光触媒で、光により、电荷分离した电子とホールによる还元および酸化反応を行う。
(※４) アンモニア
分子式が NH?で表される無機化合物。常圧では無色の気体で、特有の強い刺激臭を持つ。
水に良く溶けるため、水溶液（アンモニア水）として使用されることも多く、化学工业では基础的な窒素源として重要である。

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掲載誌：Appl. Catalysis B Environment
タイトル：
著者名：Nuttavut Kosem, Xiao-feng Shen, Yutaka Ohsaki, Motonori Watanabe, Jun Tae Song, Tatsumi Ishihara
顿翱滨：10.1016/箩.补辫肠补迟产.2023.123431