由布里斯托爾大學領導的一個科學家小組開發了新的光合蛋白質系統
布里斯托大學(Bristol大學)領導的一個科學家團隊開發了一種新的光合蛋白質系統,為太陽能技術設備提供了一種更強大和更可持續的方法。
這項計劃是合成生物學領域更廣泛的努力的一部分,目的是使用蛋白質而不是人工材料,這些蛋白質通常是稀缺的、昂貴的,有時會對環境造成危害。
這項研究發表在今天的"自然通訊"雜志上,目的是開發"嵌合體",以顯示多色太陽能收獲。
科學家們第一次能夠建立起一種同時使用葉綠素和細菌葉綠素的蛋白質系統,并證明這兩種色素系統可以協同工作以實現太陽轉換。
這項研究的主要作者、布里斯托大學的生化讀者MikeJones博士說:
在過去,有兩種主要的蛋白質被用于太陽能轉換的技術設備。第一種來自"產氧"光合生物--植物、藻類和藍細菌--它們含有葉綠素作為它們的主要光合色素,并產生氧氣作為該過程的廢物。第二種來自"抗病"有機體,即含有細菌葉綠素作為其主要光合色素的細菌。
我們已經將光合作用領域的這兩種蛋白質組裝成一個單一的生物光系統,它可以擴大太陽能的收集。我們還證明了該系統可以連接到人工電極上,以便將擴展的太陽能轉換成電能。
在阿姆斯特丹自由大學(Free University of阿姆斯特丹)光化學同事的合作下,該大學布里辛比研究所(BrisSynBio Institute)的科學家們從紫色光合細菌中純化出了"反應中心"蛋白,并從綠色植物中收集了光蛋白(實際上在E中重組),并利用從第二種細菌獲得的連接域將它們永久地鎖在一起。結果是第一種含有明確定義的蛋白質和色素成分的單一復合物,顯示了太陽轉化率的擴大。
這項由BBSRC和EPSRC資助的研究主要是由布里斯托爾大學合成生物學博士培訓中心的博士生劉俊泰博士完成的。這一突破是合成生物學方法的一個例子,它將蛋白質視為可以利用公共和可預測界面以新穎有趣的方式組裝的成分。
瓊斯博士說:"這項工作表明,一種簡單的純基因編碼方法可以用來使蛋白質系統多樣化,而不是自然所能提供的。
瓊斯博士說,下一步是利用吸收黃色和橙色光的藍色細菌中的蛋白質來擴大光合色素的種類,并探索將酶與這些新的光系統聯系起來,以便利用陽光促進催化作用。