中科院生物物理研究所王江云課題組設(shè)計出一種可基因編碼的光敏蛋白質(zhì)，并利用其成功模擬了天然光合作用系統(tǒng)吸收光能、催化二氧化碳還原的功能。11月5日，相關(guān)成果發(fā)表于《自然—化學(xué)》雜志。
　　受植物光合作用有效利用二氧化碳的啟發(fā)，科學(xué)家紛紛模擬植物光合作用，以期解決能源問題以及過量二氧化碳造成污染的問題。不過，在模擬植物光合作用的道路上面臨著三大障礙。首先，自然光合作用系統(tǒng)由復(fù)雜的膜蛋白亞基和多種輔酶組成，給研究和實際應(yīng)用帶來了不便。其次，光合系統(tǒng)中產(chǎn)生的還原分子由于還原力較低，不能直接用于還原二氧化碳。同時，和化學(xué)小分子催化劑相比，天然光合作用系統(tǒng)的二氧化碳還原效率較為低下。
　　針對上述問題，王江云課題組用合成生物學(xué)方法，開發(fā)出基因編碼的人工光合作用系統(tǒng)，使其兼具天然光系統(tǒng)和化學(xué)小分子催化劑的優(yōu)勢。該課題組在前期研究中發(fā)現(xiàn)，熒光蛋白受光激發(fā)后，其發(fā)色團可生成具有高還原活性的物質(zhì)。此次研究人員在獲得了光敏蛋白后，再在其表面特定位點引入了一種小分子——三聯(lián)吡啶鎳配合物。于是，這種雜合蛋白質(zhì)便具有在光照條件下還原二氧化碳生成一氧化碳的活性。一種高效的還原劑——光敏蛋白催化劑就此產(chǎn)生。
　　王江云介紹說，這種全新的光敏蛋白催化劑無重金屬，并且能很方便地被引入各種生物體，有望應(yīng)用于太陽能轉(zhuǎn)化、光生物學(xué)、環(huán)境修復(fù)和工業(yè)生物學(xué)等多個領(lǐng)域。
　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41557-018-0150-4
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2018-11-07 第1版 要聞)