德国科学家通过转基因酶将藻类产氢效率提高五倍

19.12.2014  18:15
  氢气是一种可再生燃料,可通过藻类生产,但由于效率不高,其规模化生产所需占地面积大。近日,马普学会化学能量转换研究所、煤炭研究所和波鸿鲁尔大学光生物技术公司的科学家们找到了一种新的方法,可将微藻生产氢气的效率提高五倍。
  在阳光的作用下,藻类和其他光合生物可从水中自由释放电子,并分发在细胞中。铁氧还蛋白PETF将电子传输到FNR(铁氧还蛋白-NADP+还原酶)上,先形成NADPH(烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸),并最终从二氧化碳中生产出碳水化合物,在此过程中,通过氢化酶产生氢气。
  在核磁共振波光谱的帮助下,基于医疗核磁共振成像技术,科学家们对可发生相互作用的PETF氨基酸与氢化酶,以及氨基酸与FNR酶进行了研究。结果发现,PETF的两个氨基酸仅在和FNR酶结合时能起到重要作用。为此,研究人员有针对性地对这两种氨基酸和FNR酶的基因进行修饰,使PETF不与FNR酶进行有效的结合,这样,这种酶给FNR酶提供的电子较少,而更多地转移给了氢化酶。这种方法使氢气产量提高了五倍。
  通过电子传递途径的变化可以进一步提高藻类生产氢气的效率。下一步,研究人员将尝试对各种有利于提高产氢效率的这种“电子传递途径的变化”进行组合,以进一步提高氢气产量。