布里斯托大学领导的一组科学家开发了一种新的光合作用蛋白系统

由布里斯托大学(University of Bristol)领导的一组科学家开发了一种新的光合作用蛋白系统,从而为太阳能技术设备提供了一种增强且更可持续的方法。

该计划是合成生物学领域更广泛的努力的一部分,目的是使用蛋白质代替人造材料,人造材料通常稀少,昂贵,并且在设备过时时可能对环境有害。

该研究今天发表在《自然通讯》上,其目的是开发显示多色太阳能收获的“嵌合体”光合复合物。

科学家们首次能够构建同时使用叶绿素和细菌叶绿素的单一蛋白质系统,并证明了这两种色素系统可以协同工作以实现太阳能转化。

这项研究的主要作者和布里斯托大学的生物化学读者Mike Jones博士说:

“过去,两种主要类型的蛋白质已用于技术设备中的太阳能转化。第一种来自“产氧”光合生物-植物,藻类和蓝细菌-含有叶绿素作为其主要光合色素,并产生氧气作为该过程的废物。第二种来自“抗生”生物,即含有细菌叶绿素作为其主要光合色素的细菌。

“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,以实现扩展的太阳能到电能的转换。”

来自大学BrisSynBio研究所的科学家与阿姆斯特丹自由大学的光电化学同事合作,从紫色光合作用细菌中纯化了“反应中心”蛋白,并从绿色植物中纯化了光收集蛋白(实际上是在E中重组制备)大肠杆菌),并使用从第二种细菌获得的连接域将它们永久锁定在一起。结果是第一个具有明确定义的蛋白质和色素成分的单一复合物,显示出扩大的太阳能转化率。

由BBSRC和EPSRC资助的研究很大程度上是布里斯托尔大学合成生物学博士培训中心的博士生刘俊泰博士的工作。这一突破是合成生物学方法的一个例子,该方法将蛋白质视为可以使用常见且可预测的界面以新颖有趣的方式组装的组分。

琼斯博士说:“这项工作表明,可以使用一种纯粹通过遗传编码获得的简单方法,使自然界所能提供的设备以外的设备中所内置的蛋白质系统多样化。”

琼斯博士说,下一步是利用蓝细菌中含有吸收黄色和橙色光的胆红素的蛋白质来扩大光合色素的种类,并探索将酶与这些新颖的光系统联系起来,以便利用阳光来促进催化作用。

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