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最新研究為藻類(lèi)制氫鋪平了道路

2024.06.12 新能源網(wǎng)

  來(lái)自德國波鴻的一個(gè)研究小組已經(jīng)確定了使用生物催化劑生產(chǎn)氫氣的關(guān)鍵細節。

  在一定條件下,一些藻類(lèi)能夠產(chǎn)生氫氣——一種廣受歡迎的綠色能源。它的生產(chǎn)發(fā)生在單細胞藻類(lèi)擁有的獨特催化中心,只有在相關(guān)蛋白質(zhì)的某些輔因子存在的情況下才有可能。德國波鴻魯爾大學(xué)(Ruhr-Universit?t Bochum)的研究人員已經(jīng)確定了這種輔助因子,即所謂的氫團簇是如何組裝的。具體來(lái)說(shuō),他們在2024年5月31日的《JACS》刊物上描述了之前未解釋的HydF酶的作用,它參與了組裝的最后步驟。

  該研究的第一作者Rieke Haas來(lái)自于波鴻魯爾大學(xué)Thomas Happe教授領(lǐng)導的光生物技術(shù)研究小組:

  “鐵硫([FeS])簇是必不可少的,廣泛分布的蛋白質(zhì)輔助因子,在細胞中執行各種功能!

  “例如,它們參與催化化學(xué)反應、電子轉移、感知變化的環(huán)境條件和合成其他復雜的金屬輔因子!

  藻類(lèi)的產(chǎn)氫[FeFe]氫化酶也有一個(gè)[FeS]簇——一個(gè)獨特的催化中心。它可以在溫和的反應條件下生產(chǎn)綠色能源載體氫,這使得它成為未來(lái)面向能源生產(chǎn)的研究重點(diǎn)。

  Rieke Haas說(shuō)道:

  “除了鐵原子和硫原子外,它的輔因子還含有使氫轉化成為可能的其他配體!

  “這意味著(zhù)輔助因子的生物合成需要一系列復雜的不同合成步驟,以提供所有必要的成分!币龅竭@一點(diǎn),生物體需要為這一過(guò)程量身定制生物合成裝置,其中包括負責主要合成步驟的三種酶。特別是,參與最后組裝步驟的HydF酶的作用在很大程度上仍未得到解釋。

  單個(gè)氨基酸起什么作用?研究人員使用位點(diǎn)特異性誘變技術(shù),對輔助因子前體如何整合到酶中,以及單個(gè)氨基酸如何參與錨定和合成,獲得了新的見(jiàn)解。HydF在配體的合成過(guò)程中起著(zhù)重要的作用,對氫轉換的質(zhì)子傳遞至關(guān)重要。利用產(chǎn)氫測量和ATR-FTIR光譜等方法,研究小組對HydF的工作原理,特別是特定氨基酸的作用有了更詳細的了解。通過(guò)深入了解成熟酶HydF的未知功能,這些新發(fā)現可能有助于闡明[FeFe]-氫化酶的獨特輔因子的生物合成。

  這項研究由德國研究基金會(huì )資助,它是德國卓越計劃(RESOLV卓越集群)和大眾汽車(chē)基金會(huì )的一部分。

 。ㄋ夭膩(lái)自:Ruhr-Universit?t Bochum 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合)

 

 

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