Главная страница / Новости / Новое поколение синтетических катализаторов на солнечном топливеКарта сайта | Контакты

Новое поколение синтетических катализаторов на солнечном топливе

6 января 2022

Принципы разработки нового поколения синтетических катализаторов

Команда химиков под руководством Йельского университета представила чертежи ключевого фермента, который может содержать принципы разработки нового поколения синтетических катализаторов солнечного топлива.

Фотосистема II Комплекс

На этой иллюстрации представлена крио-ЭМ «карта» комплекса фотосистемы II. Это трехмерная реконструкция, основанная на двумерных крио-ЭМ-изображениях, при этом различные белковые субъединицы комплекса окрашены индивидуально. Предоставлено: Йельский университет.

В исследовании, возглавляемом Гэри Брудвигом и Кристофером Гизриэлем из Йельского университета, используется криоэлектронная микроскопия микроорганизма под названием Synechocystis, чтобы получить очень крупное изображение Фотосистемы II, фермента фотосинтеза, который использует воду в качестве солнечного топлива, что позволяет исследователям наблюдать как работает фермент.

Соавторами исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, являются исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде, Бостонского колледжа и Городского университета Нью-Йорка.

Как работает фотосинтез

Фотосинтез — это механизм, с помощью которого растения и определенные микроорганизмы, такие как Synechocystis , используют солнечный свет для синтеза пищи из углекислого газа и воды и наполняют атмосферу кислородом в качестве побочного продукта. В основе фотосинтеза лежит Фотосистема II, фермент, который окисляет молекулы воды, забирая их электроны для использования в качестве топлива.

Новое поколение синтетических катализаторов на солнечном топливе

Ученые давно искали способы имитировать этот процесс для создания более эффективных катализаторов солнечного топлива, изучая Photosystem II от Synechocystis. Но без четкого представления о молекулярной структуре Фотосистемы II у Synechocystis ученым было сложно понять результаты своих экспериментов.

Предыдущая работа, проведенная Йельским университетом, позволила создать снимок Photosytem II из Synechocystis на «незрелой» стадии, прежде чем фермент стал способен окислять воду. Эта работа позволила исследователям лучше понять, как устроен фермент.

В новом исследовании исследователи смогли увидеть фермент Synechocystis в его зрелой активной форме со всеми белковыми субъединицами и активностью, которые присутствуют во время окисления воды.

Наблюдение, которое стало возможным благодаря технологии криоэлектронной микроскопии в Западном кампусе Йельского университета, предлагает один из самых близких и подробных изображений, когда-либо сделанных для Photosystem II в Synechocystis.

Соавторами исследования из Йельского университета являются Чимин Ван, Цзиньчан Лю, Дэвид Флешер, Кристл Рейсс, Хао-Ли Хуанг, Кэ Ян и Виктор Батиста. Дополнительные соавторы — Уильям Армстронг из Бостонского колледжа, MR Gunner из Городского колледжа Нью-Йорка и Ричард Дебус из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Исследование финансировалось Управлением фундаментальных энергетических наук Министерства энергетики США и Национальным институтом здравоохранения.

Источник

Метки: