研究小组开发了用于扩大太阳能转换的光合蛋白

时间:2020-04-26 15:15 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

研究小组开发了用于扩大太阳能转换的光合蛋白

由布里斯托尔大学领导的一组科学家已经开发出一种新的光合蛋白系统,这种系统能够增强太阳能技术设备,并使之更加可持续。

这项计划是合成生物学领域一项更广泛努力的一部分,目的是用蛋白质代替人造材料,因为人造材料通常是稀缺、昂贵的,而且当设备过时时可能对环境有害。

这项研究发表在今天的《自然通讯》杂志上,其目的是开发“嵌合体”光合复合体,以显示收集的多色太阳能。

这是科学家们第一次能够利用叶绿素和细菌叶绿素建立一个单一的蛋白质系统,并在此过程中证明了这两个色素系统可以共同工作,实现太阳能转换。

该研究的主要作者、布里斯托尔大学生物化学教授迈克·琼斯博士说:

“在过去,两种主要类型的蛋白质被用于太阳能转换技术设备。第一类是“产氧”光合生物——植物、藻类和蓝藻细菌——它们的主要光合色素是叶绿素,在光合过程中产生的废物是氧气。第二种是“无氧”生物,即以细菌叶绿素为主要光合色素的细菌。

“我们已经把这两种来自光合作用世界的不同部分的蛋白质组合成一个单一的生物光系统,使扩大的太阳能收集成为可能。我们还证明了这个系统可以与人造电极连接,从而实现太阳能到电力的转换。”

大学的科学家,BrisSynBio研究所与光电化学阿姆斯特丹自由大学的同事们合作,纯化的反应中心蛋白从purple-coloured光合细菌和聚光蛋白从绿色植物(实际上在大肠杆菌重组)和锁定他们一起永久使用连接域从第二个细菌。其结果是第一个具有明确定义的蛋白质和色素组成的单一复合物,显示了扩大的太阳能转换。

BBSRC和epsrc资助的研究主要是由布里斯托尔大学合成生物学博士训练中心的博士生刘俊泰博士完成的。这一突破是合成生物学方法的一个例子,它将蛋白质视为可以用一种共同和可预测的界面以新的和有趣的方式组装的成分。

琼斯博士说:“这项研究表明,利用一种纯粹通过基因编码实现的简单方法,可以使蛋白质系统多样化,这种蛋白质系统可以被植入设备中,超出自然提供的范围。”

琼斯博士说,下一步是扩大光合色素的种类,利用含有能吸收黄色和橙色光的胆红素色素的蓝藻细菌中的蛋白质,探索将酶与这些新的光系统连接起来,以便利用阳光来进行催化。

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