來自中國和德國的一組研究人員發(fā)現(xiàn)了一種可以將氧氣和水轉(zhuǎn)化為電能的酶，為可再生能源和生物技術(shù)應(yīng)用開辟了新的可能性。

它是如何作用的？

這種酶稱為細(xì)胞色素 c 氧化酶 (cytochrome c oxidase, CcO)，是粒線體呼吸鏈的一部分，粒線體是為細(xì)胞產(chǎn)生能量的胞器。CcO 催化氧氣還原成水，在此過程中釋放質(zhì)子和電子。研究人員發(fā)現(xiàn)，通過將 CcO 附著到金電極上，他們可以捕獲這些電子并產(chǎn)生電流。

研究人員使用一種稱為單分子力譜 (SMFS) 的技術(shù)來測(cè)量 CcO 在不同氧氣濃度和施加力下的電學(xué)特性。他們發(fā)現(xiàn) CcO 可以在兩種運(yùn)行模式之間切換：一種是產(chǎn)生更多電流但電壓更低的高氧模式，另一種是產(chǎn)生更少電流但電壓更高的低氧模式。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，CcO 可以根據(jù)其環(huán)境中的氧氣水平和機(jī)械應(yīng)力來調(diào)整其活性。這意味著 CcO 可以感知并響應(yīng)周圍環(huán)境的變化，使其成為一種智能且適應(yīng)性強(qiáng)的生物電子設(shè)備。

有什么影響？

CcO 將空氣轉(zhuǎn)化為電能的能力在各個(gè)領(lǐng)域具有多種潛在應(yīng)用。例如，CcO 可用作生物感應(yīng)器，用于檢測(cè)生物樣品或環(huán)境中的氧氣水準(zhǔn)。它還可以用作生物燃料電池，為植入式醫(yī)療設(shè)備或可穿戴電子設(shè)備提供動(dòng)力。此外，CcO 可以與其他酶或生物分子集成，以創(chuàng)建具有增強(qiáng)功能和性能的新型生物電子系統(tǒng)。

研究人員希望他們的發(fā)現(xiàn)能夠激發(fā)對(duì) CcO 和其他酶的進(jìn)一步研究，這些酶可以從空氣、水或陽光等自然資源中獲取能量。他們也希望這些努力將有助于開發(fā)有益于社會(huì)和環(huán)境的綠色和永續(xù)技術(shù)。

數(shù)據(jù)源： Futurism 、 Phys Org 、 Manila Shaker 、 Nature