Водород является важным товаром с более чем 60 миллионов тонн ежегодно производимого в мире. Однако более 95 процентов это сделано с помощью паровой риформинг ископаемого топлива, и этот процесс является энергоемким и производит углекислый газ. Если бы мы могли заменить даже часть того, что цветение биоводород, что осуществляется с помощью света и воды, это окажет существенное влияние.
Это по сути то, что только что было достигнуто в лаборатории Кевина Реддинг, профессор в Школе молекулярных наук и директор Центра биоэнергетики и фотосинтеза. Их исследование под названием перемонтажа фотосинтеза: а фотосистема I -гидрогеназы химера, что делает водорода в живом организме было совсем недавно опубликовано в ударопрочном журнале энергетика и экология.
«То, что мы сделали это, чтобы показать, что это возможно, чтобы перехватить электронов большой энергии от фотосинтеза и альтернативной химии, в живой клетке», пояснила Реддинг. «Мы воспользовались здесь производства водорода в качестве примера».
«Кевин Реддинг и его группа совершили настоящий прорыв в реорганизации фотосистема I комплекс», — пояснил Иэн Гульд, временный директор школы молекулярных наук, который является частью колледжа либеральных искусств и наук. «Они не просто найти способ, чтобы перенаправить сложную структуру белка, что природа создана с одной целью, чтобы выполнить другой, но столь же важный процесс, но они нашли лучший способ, чтобы сделать это на молекулярном уровне».
Общеизвестно, что растения и водоросли, а также цианобактерии, использовать фотосинтез для получения кислорода и «топлива,» последняя окисляемых веществ, таких как углеводы и водорода. Существует два пигмент-белковые комплексы, которые управляют первичной реакции на свет в оксигену фотосинтеза: фотосистема I (psi) и фотосистемы II (ФС II).
Водоросли (в данной работе одноклеточной зеленой водоросли Chlamydomonas reinhardtii, или ‘Chlamy’ для краткости) обладают фермент гидрогеназа, что использует электроны, он получает от ferredoxin белок, который обычно используется, чтобы переправить электронов от пси в различных направлениях. Проблема заключается в том, что водорослевый гидрогеназы быстро и необратимо инактивируется кислородом, который постоянно производимых ФС II.
В этом исследовании, аспирант и первый автор Андрей Каныгин создал генетическая химера пси и гидрогеназы таким образом, что они совместно собирают и активно в естественных условиях. Это новая сборка перенаправляет электронов от фиксации углекислого газа для производства водорода.
«Мы думали, что какие-то принципиально разные подходы необходимо принимать-таким образом, наша сумасшедшая идея слияния гидрогеназа-фермент непосредственно фотосистема I для того, чтобы отвлечь большую часть электронов из воды расщепления (путем фотосистема II) для молекулярного водорода», — пояснил Реддинг.
Клеток, экспрессирующих новой фотосистемы (пси-гидрогеназы) водород при высоких скоростях в светло-зависимом способе, в течение нескольких дней.
Этот важный результат также будет показан в предстоящей статье в мир химии-ежемесячный журнал по химии издается Королевским химическим обществом. В журнале рассматриваются текущие события в мире химии, включая научные исследования, международный бизнес новости и политика правительства, как она влияет на химические научного сообщества.
Грант ННФ финансирует данное исследование является частью американо-израильская Двунациональный научный фонд (ЧФ). В этот механизм, ученый, США и израильский ученый объединяются, чтобы сформировать совместный проект. Американский партнер предоставляет грант на совместный проект по НФС, и израильский партнер представляет тот же грант ИФС (израильский фонд науки). Оба учреждения должны согласиться финансировать проект, чтобы получить финансирование ЧФ. Профессор Iftach Yacoby из Тель-Авивского университета, партнер Реддинга на проекте ЧФ, это молодой ученый, который впервые стартовал в ТАУ около восьми лет назад и была сосредоточена на различных способов увеличения добычи водорослей биоводород.
В резюме, реинжиниринг основных процессов фотосинтеза микроорганизмов предлагает дешевые и возобновляемые платформа для создания био-заводов, способных управлять сложной реакции электронов, используя только энергию солнца и, используя воду как источник электронов.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!