耶魯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)化學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)公布了一種關(guān)鍵酶的“藍(lán)圖”氓暖，它可能包含了新一代合成太陽(yáng)能燃料催化劑的設(shè)計(jì)原則啦吧。由耶魯大學(xué)的Gary Brudvig和Christopher Gisriel領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究在一種名為Synechocystis的微生物上使用低溫電子顯微鏡，以獲得光系統(tǒng)II（ Photosystem II）的極端特寫圖片，光系統(tǒng)II是光合作用中使用水作為太陽(yáng)能燃料的酶谨寂，使研究人員能夠觀察到該酶如何工作脚仔。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上，由來自加州大學(xué)河濱分校论寨、波士頓學(xué)院和紐約市立大學(xué)的研究人員共同撰寫。

光合作用是一種機(jī)制爽茴，指的是植物和某些微生物（如Synechocystis）吸收光能葬凳，把二氧化碳和水合成富能有機(jī)物，同時(shí)釋放氧氣的過程。光合作用的核心是光系統(tǒng)II火焰，這是一種氧化水分子的酶劲装，它拿走水分子的電子作為燃料使用。

科學(xué)家們長(zhǎng)期以來一直在尋求模仿這一過程的方法塘憨，以創(chuàng)造更有效的太陽(yáng)能燃料催化劑卢女，為此研究了來自光合細(xì)胞的光系統(tǒng)II。但是士到，如果沒有對(duì)光系統(tǒng)II在合子細(xì)胞中的分子結(jié)構(gòu)的清晰描述留绞，科學(xué)家要理解他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一直是個(gè)挑戰(zhàn)。

以前由耶魯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的工作創(chuàng)造了光合細(xì)胞II在 “不成熟”階段的快照辰诱，當(dāng)時(shí)該酶還沒有能力進(jìn)行水的氧化哩啼。這項(xiàng)工作使研究人員能夠更好地了解該酶是如何構(gòu)建的。

在新研究中测佛，研究人員能夠看到Synechocystis中的酶以其成熟度潜、活躍的形式存在，具有水氧化過程中的所有蛋白質(zhì)亞單位和活性影凿。通過耶魯大學(xué)西校區(qū)的低溫電子顯微鏡技術(shù)進(jìn)行的觀察致殉，提供了一個(gè)最接近、最詳細(xì)的光系統(tǒng)II在Synechocystis中的外觀第勉。

文理學(xué)院化學(xué)系 Benjamin Silliman 教授和耶魯大學(xué)西校區(qū)能源科學(xué)研究所所長(zhǎng)Brudvig說：“在這種分辨率下逃铝，我們可以看到氨基酸、小分子輔助因子和水分子叽赊，它們被用于水的氧化機(jī)制中恋沃。”Brudvig是該研究的通訊作者。

“在某些情況下必指，我們甚至可以看到單個(gè)質(zhì)子的貢獻(xiàn)囊咏，”Brudvig補(bǔ)充說。

研究人員表示塔橡，有了這個(gè)新的梅割、近距離觀察光系統(tǒng)II的方法，他們將能夠?qū)υ撁高M(jìn)行微小的改變--比如突變單個(gè)氨基酸--以觀察這些改變?nèi)绾斡绊懺撁傅墓δ堋?br />
該研究的第一作者葛家、化學(xué)博士后Gisriel說：“主要目標(biāo)是了解水氧化的化學(xué)特性户辞。我們?cè)谶@里所做的提供了一個(gè)平臺(tái)，我們可以從中解構(gòu)該系統(tǒng)癞谒，為合成太陽(yáng)能燃料催化劑提供設(shè)計(jì)原則底燎。”