日本研究人員在新一期英國《自然》雜志上報告說(shuō),他們明確了植物體內一種光合作用“單位”的立體結構。這一發(fā)現將有助于模擬植物光合作用的技術(shù)研發(fā),有望為解決能源問(wèn)題提供新思路。
植物葉綠體內的光系統Ⅱ是一種光合作用“單位”,它是蛋白質(zhì)和催化劑的復合體,能夠吸收太陽(yáng)光的能量,將水分解為氧和氫離子。
日本岡山大學(xué)和理化研究所的研究小組曾用大型同步輻射光源SPring8研究過(guò)光系統Ⅱ內的催化劑結構,但由于長(cháng)時(shí)間輻射導致該催化劑受損,未能明確其準確結構。
此次,研究小組用高性能X射線(xiàn)自由電子激光裝置SACLA,詳細分析了光系統Ⅱ,發(fā)現這種光合作用“單位”由19個(gè)蛋白質(zhì)和含錳催化劑組成,并確定了其立體結構。
研究人員表示,光系統Ⅱ中的催化劑外形猶如一把扭曲的椅子,能有效分解水。這一發(fā)現將為開(kāi)發(fā)用于人工光合作用的催化劑提供參考。比如,若能開(kāi)發(fā)出將太陽(yáng)能高效轉變?yōu)榛瘜W(xué)能或電能的人工光合作用,就有望在環(huán)保汽車(chē)的燃料電池等領(lǐng)域得到應用。
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