研究首次詳解細(xì)菌轉(zhuǎn)運(yùn)電荷方式
日期：2011-05-26 08:06:22
| 用細(xì)菌發(fā)電距現(xiàn)實(shí)又近了一步 |
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)5月23日報(bào)道，英美科學(xué)家首次精確地展示了細(xì)菌中運(yùn)送電荷的細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，詳細(xì)揭示了細(xì)菌如何將電子由細(xì)胞內(nèi)推到細(xì)胞外的“細(xì)枝末節(jié)”，最新成果讓使用細(xì)菌來發(fā)電這種美好的愿景更加接近現(xiàn)實(shí)，相關(guān)研究發(fā)表在美國《國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。
這個(gè)發(fā)現(xiàn)意味著，科學(xué)家們現(xiàn)在能著手研發(fā)合適的辦法，將細(xì)菌直接“拴到”電極上，用這種方法制造出高效的微生物燃料電池。這項(xiàng)進(jìn)步也能加速清理油污染或鈾污染的微生物試劑的研發(fā)，同時(shí)也將加速由廢物提供電力的燃料電池的研制。
細(xì)菌內(nèi)部的多層蛋白質(zhì)就像細(xì)胞的有機(jī)輸電線一樣，使細(xì)菌內(nèi)部產(chǎn)生的電子被運(yùn)送到細(xì)胞表面。在最新研究中，英國東安格里亞大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院的教授湯姆·克拉克領(lǐng)導(dǎo)的英美科研團(tuán)隊(duì)，使用名為X射線結(jié)晶學(xué)的方法揭示了一種依附于海洋細(xì)菌細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，細(xì)菌通過這個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)電子。
克拉克表示：以前我們并不知道細(xì)菌內(nèi)的電子是如何到達(dá)細(xì)胞表面的，最新發(fā)現(xiàn)向我們展示了細(xì)菌將電子從細(xì)胞內(nèi)推到細(xì)胞外的“細(xì)枝末節(jié)”。細(xì)菌可以吸進(jìn)氧化物礦物質(zhì)中的有機(jī)碳分子并在細(xì)胞內(nèi)部“消化”它們，接著釋放出電子。因此，細(xì)菌坐在巖石上并吸進(jìn)巖石的過程可以應(yīng)用于電極上，細(xì)菌能依靠電極呼吸并產(chǎn)生電子。精確展示這個(gè)過程讓我們可以“順藤摸瓜”，進(jìn)一步研制出高效的微生物燃料電池等。
以前，科學(xué)家們試圖利用細(xì)菌表面的電力，但只能得到很少的電力，現(xiàn)在，利用這一最新發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們有望獲得足以投入實(shí)際應(yīng)用的電力。克拉克說：“我們所做的只是改變細(xì)菌生活的表面環(huán)境而已。”
英國生物技術(shù)和生物科學(xué)研究院（BBSRC）和美國能源部對該科研項(xiàng)目提供了資助，美國能源部西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家也參與了該項(xiàng)目。
