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The Z-Scheme of Electron Transport in Photosynthesis01:34

The Z-Scheme of Electron Transport in Photosynthesis

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The light reactions of photosynthesis assume a linear flow of electrons from water to NADP+. During this process, light energy drives the splitting of water molecules to produce oxygen. However, oxidation of water molecules is a thermodynamically unfavorable reaction and requires a strong oxidizing agent. This is accomplished by the first product of light reactions: oxidized P680 (or P680+), the most powerful oxidizing agent known in biology. The oxidized P680 that acquires an electron from the...
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Yijing Chen1,2, Peng Li1,2, Jiawang Zhou1

  • 1Department of Chemistry , Northwestern University , 2145 Sheridan Road , Evanston , Illinois 60208-3113 , United States.

Journal of the American Chemical Society
|January 14, 2020
PubMed
まとめ

科学者たちは 固定された酵素と 光を集める材料を用いた 半人工的なシステムを開発し 白い光を使って 二酸化炭素を アリ酸に変換し 太陽光による新しい炭素固定経路を提供しました

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科学分野:

  • バイオテクノロジー
  • 材料科学
  • 再生可能エネルギー

背景:

  • 非原生環境における酵素の安定化は,バイオカタリシスにとって極めて重要です.
  • 合成サポーターとカプセル化は酵素の安定性と反応性を高めます
  • カスケード反応は 光による二酸化炭素の減少のようなプロセスに不可欠です

研究 の 目的:

  • 白光を用いて二酸化炭素をアリ酸に変換する半人工的なシステムを開発する.
  • 効率的な太陽エネルギー変換のために 光を集めるエスカフォード内の固定された酵素を利用する.
  • 太陽光発電による炭素固定の 実現可能な経路を証明するためです

主な方法:

  • 光を集めるスキャフォールドでホルマート脱水素酵素の不動化.
  • 電子媒介体であるCp*Rh ((2,2'-ビピリジル-5,5'-二酸化炭素酸) Clを金属有機構造体NU-1006に固定する.
  • ホワイトライトで照射し,光誘発による電子移転とコエンザイム還元を誘導する.

主要な成果:

  • 超高速の光誘発電子移転は,固定された電子媒介によって促進されます.
  • ニコチナミドアデニンジヌクレオチド (共酵素) の効率的な減少は,約28 mM·h−1である.
  • 固定された酵素による二酸化炭素から選択的に生成され,24時間間に約865h−1の高回転頻度があります.

結論:

  • 開発された半人工システムは 太陽光発電による炭素固定の 実行可能な経路を示しています
  • 光を集めるスキャファード内の酵素不動化は,CO2変換の触媒効率を高めます.
  • この研究は 人工光合成による代替エネルギー生成の 有望な経路を提供する.