Nanorreactores fotosintéticos semiartificiales para la generación de H2

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Biología sintética
• La bioenergía

Sus antecedentes:

• El transporte de electrones transmembrana es una fuente de energía poco explorada en las células sintéticas.
• Los procesos impulsados por la luz son cruciales para las aplicaciones de energía sostenible.

Objetivo del estudio:

• Diseñar nanoreactores para la producción de hidrógeno fotosintético compartimentado y semiartificial.
• Investigar el transporte de electrones a través de la membrana para la generación de H2 utilizando una [FeFe]-hidrogenasa.

Principales métodos:

• Las células sintéticas (nanoreactores) fueron diseñadas con *Clostridium beijerinckii* [FeFe]-hidrogenasa encapsulada.
• La transferencia de electrones a través de la membrana fue facilitada por el complejo proteico MtrCAB.
• Los electrones fotoenergizados fueron generados por puntos de carbono dopados con nitrógeno grafítico (g-N-CD) y transferidos a MtrCAB.

Principales resultados:

• La producción compartimentada de H2 impulsada por la luz se logró con una frecuencia de rotación (TOF _H2asa) de 467 ± 64 h ^-1.
• La adición de metilviólogo (MV) aumentó el TOF_H2asa a 880 ± 154 h^-1.
• La transferencia de electrones de MtrCAB a H2asa fue identificada como un paso potencial que limita la velocidad.

Conclusiones:

• Los nanoreactores diseñados proporcionan un andamio para compartimentar las semirreacciones redox en la fotosíntesis semiartificial.
• Este trabajo informa el desarrollo de sistemas híbridos de nanopartículas y microbios para la conversión solar a química.
• El transporte de electrones transmembrana ofrece una vía de energía viable impulsada por la luz para sistemas biológicos sintéticos.