Белковая система адаптирована для получения водорода из воды

Схематическая иллюстрация процесса получения водорода из воды в белковом комплексе

Olivia Johnson, Lisa Utschig

Ученые адаптировали процесс, занимающий центральное место в биологии растений, для преобразования воды в водородное топливо с использованием энергии Солнца. Статья с результатами работы опубликована в журнале Chemical Science.

В недавнем исследовании, проведенном в Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, ученые объединили два мембраносвязанных белковых комплекса для полного превращения молекул воды в водород и кислород. Работа основана на более раннем исследовании, в котором рассматривался один из этих белковых комплексов — Photosystem I. Он может использовать энергию света для передачи электронов неорганическому катализатору, вырабатывающему водород. Эта часть реакции, однако, представляет собой только половину всего процесса, необходимого для получения водорода.

Используя второй белковый комплекс, который расщепляет воду, Photosystem II, ученые смогли «забрать» электроны у воды и передать их Photosystem I. Два белковых комплекса встроены в тилакоидные мембраны. Они похожи на структуры, которые находятся внутри хлоропластов — пластид, вырабатывающих кислород у высших растений.

«Прелесть нашей системы в ее простоте: вы можете самостоятельно собрать катализатор с натуральной мембраной, чтобы получить водород из воды», — говорит ведущий автор исследования Лиза Утшиг. — Мембрана, которую мы взяли непосредственно у природы, очень важна для сопряжения двух фотосистем. Она поддерживает структуру их обоих одновременно и обеспечивает перенос электронов, но не препятствует связыванию катализатора с Photosystem I».

По словам Утшиг, следующим шагом будет включение этой системы в живой организм. По ее словам, после такого внедрения можно будет серьезно говорить о масштабном развитии водородной энергетики.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.