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布里斯托大學(xué)(Bristol大學(xué))領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的光合蛋白質(zhì)系統(tǒng)，為太陽能技術(shù)設(shè)備提供了一種更強(qiáng)大和更可持續(xù)的方法。

這項(xiàng)計(jì)劃是合成生物學(xué)領(lǐng)域更廣泛的努力的一部分，目的是使用蛋白質(zhì)而不是人工材料，這些蛋白質(zhì)通常是稀缺的、昂貴的，有時(shí)會(huì)對環(huán)境造成危害。

這項(xiàng)研究發(fā)表在今天的"自然通訊"雜志上，目的是開發(fā)"嵌合體"，以顯示多色太陽能收獲。

科學(xué)家們第一次能夠建立起一種同時(shí)使用葉綠素和細(xì)菌葉綠素的蛋白質(zhì)系統(tǒng)，并證明這兩種色素系統(tǒng)可以協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)太陽轉(zhuǎn)換。

這項(xiàng)研究的主要作者、布里斯托大學(xué)的生化讀者M(jìn)ikeJones博士說：

在過去，有兩種主要的蛋白質(zhì)被用于太陽能轉(zhuǎn)換的技術(shù)設(shè)備。第一種來自"產(chǎn)氧"光合生物--植物、藻類和藍(lán)細(xì)菌--它們含有葉綠素作為它們的主要光合色素，并產(chǎn)生氧氣作為該過程的廢物。第二種來自"抗病"有機(jī)體，即含有細(xì)菌葉綠素作為其主要光合色素的細(xì)菌。

我們已經(jīng)將光合作用領(lǐng)域的這兩種蛋白質(zhì)組裝成一個(gè)單一的生物光系統(tǒng)，它可以擴(kuò)大太陽能的收集。我們還證明了該系統(tǒng)可以連接到人工電極上，以便將擴(kuò)展的太陽能轉(zhuǎn)換成電能。

在阿姆斯特丹自由大學(xué)(Free University of阿姆斯特丹)光化學(xué)同事的合作下，該大學(xué)布里辛比研究所(BrisSynBio Institute)的科學(xué)家們從紫色光合細(xì)菌中純化出了"反應(yīng)中心"蛋白，并從綠色植物中收集了光蛋白(實(shí)際上在E中重組)，并利用從第二種細(xì)菌獲得的連接域?qū)⑺鼈冇谰玫劓i在一起。結(jié)果是第一種含有明確定義的蛋白質(zhì)和色素成分的單一復(fù)合物，顯示了太陽轉(zhuǎn)化率的擴(kuò)大。

這項(xiàng)由BBSRC和EPSRC資助的研究主要是由布里斯托爾大學(xué)合成生物學(xué)博士培訓(xùn)中心的博士生劉俊泰博士完成的。這一突破是合成生物學(xué)方法的一個(gè)例子，它將蛋白質(zhì)視為可以利用公共和可預(yù)測界面以新穎有趣的方式組裝的成分。

瓊斯博士說："這項(xiàng)工作表明，一種簡單的純基因編碼方法可以用來使蛋白質(zhì)系統(tǒng)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(lán)色細(xì)菌中的蛋白質(zhì)來擴(kuò)大光合色素的種類，并探索將酶與這些新的光系統(tǒng)聯(lián)系起來，以便利用陽光促進(jìn)催化作用。