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布里斯托大学开发出用于扩大太阳能转换的光合蛋白

布里斯托大学的科学家们利用叶绿素和细菌叶绿素开发了一种光合作用蛋白系统,以增强太阳能技术设备的可持续性。在此过程中,科学家们证明了这两种叶绿素可以协同工作,实现太阳能转换。

该研究的主要作者、布里斯托大学生物化学教授迈克·琼斯博士说:

“在过去,主要有两种类型的蛋白质被用于太阳能转换技术设备。第一种是“产氧”光合生物——植物、藻类和蓝藻——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‘厌氧’生物,即含有叶绿素作为主要光合色素的细菌。”

布里斯托大学开发出用于扩大太阳能转换的光合蛋白

图片来源:布里斯托大学

“我们已经将来自光合作用领域非常不同的这两种蛋白质组装成一个单一的生物光系统,从而可以扩大太阳能的收集。 我们还证明了该系统可以与人造电极连接,以实现太阳能转化为电能。”

科学家从紫色的光合细菌中提取了一个反应中心蛋白,并从绿色植物(实际上是在大肠杆菌中重组的)中提取了一种吸收太阳光的蛋白。他们利用从第二种细菌获得的连接区域将它们永久锁定在一起。最后生成具有明确的蛋白质和色素组成的单一复合物,能够延长太阳能转换。

琼斯博士说:“这一突破是合成生物学方法的一个例子,它将蛋白质当作可以通过共同且可预测的界面用作组装的成分。”

“这项工作表明,利用一种纯粹通过基因编码实现的简单方法,有可能使蛋白质系统多样化,使其能够构建在自然提供的设备之外。”

琼斯表示:“研究的下一步是利用来自蓝细菌的蛋白质(其中含有吸收黄色和橙色光的胆红素)来扩展光合色素的调色板,并探索将酶与这些新型光系统联系起来,以利用阳光来促进催化作用。”


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