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“人造叶绿体”比以往更快地转换有机化合物

光合作用是植物将光能(例如阳光)转化为化学能的光合作用,是一种生物化学反应,发生在细胞器之间的叶绿体中,在反应过程中吸收空气中的二氧化碳并将氧气释放到大气中。但是,据说它已经成功地制造了人造叶绿体,该人造叶绿体以比以前更快的速率将二氧化碳转化为有机化合物。

光合作用经历两个阶段。首先,叶绿体中包含的叶绿素合成诸如ATP(三磷酸腺苷)和NADPH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)之类的化学物质,这些化学物质吸收阳光并积累化学能。然后,各种酶使用ATP和NADPH将空气中的二氧化碳转化为能量丰富的有机分子,例如葡萄糖,可用于植物生长。

与二氧化碳的反应始于一种叫做核糖-1,5-双磷酸羧化酶/加氧酶的酶,但是马克斯·普朗克研究所的一组合成生物学研究指出,核糖1,5-二磷酸很慢。 。每种酶每秒获取5-10个二氧化碳分子并进行光合作用反应,但这限制了植物的生长速度。

在2016年的一项研究中,研究小组试图通过重新设计与光合作用相关的一系列化学反应来加快这一过程。在重新设计的化学反应中,代替了核糖1,5-二磷酸,使用了其他细菌酶,这些细菌酶以更快的速度获得二氧化碳分子10倍,以及称为CETCH循环的二氧化碳,该酶结合了来自9种生物体的16种酶。人为地创造了一个新的有机化合物转化周期。

这项新研究将日光下的CETCH循环中的CETCH循环中的叶绿素合成了ATPd和NADPH。叶绿体中包含的类囊体是袋状的隔室,可容纳光合作用酶(例如叶绿素)。其他研究人员已经证实类囊体在植物细胞外起作用。

该研究小组还从菠菜叶细胞中提取了类囊体,并确认植物细胞外部的类囊体吸收光以合成ATP和NADPH。然后,通过将菠菜类囊体与CETCH相系统相结合,他们成功地创造了一种人造叶绿体,该叶绿体利用光将二氧化碳连续转化为称为乙醇酸酯的有机化合物。

进行了微调,例如通过将类囊体与人工CETCH循环结合来替换CETCH循环中使用的某些酶。此外,他们与法国波尔帕斯卡尔研究中心的专家合作,设计了一种装置,该装置可在石油中产生数千个液滴,并注入不同的类囊体和CETCH循环酶。

该小组计划进行进一步的设计更改,以使人造叶绿体从二氧化碳或其他有用化合物中产生的有机化合物比乙醇酸化物更有效地转化。也有人说,将来,可以将人工设计的光合作用途径基因整合到作物中,以创造出比现有品种生长快得多的品种。相关信息可以在这里找到。

lswcap

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通过每月的AHC PC和HowPC杂志时代,他在网络IT媒体上观看了“技术时代”,如ZDNet,电子报互联网经理,Consumer Journal Ivers的编辑,TechHolic出版商和Venture Square的编辑。 我很好奇这个仍然充满活力的市场。

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