研究首次詳解細菌轉(zhuǎn)運電荷方式

日期：2011-05-26 08:06:22

用細菌發(fā)電距現(xiàn)實又近了一步

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)5月23日報道，英美科學(xué)家首次精確地展示了細菌中運送電荷的細胞內(nèi)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，詳細揭示了細菌如何將電子由細胞內(nèi)推到細胞外的“細枝末節(jié)”，最新成果讓使用細菌來發(fā)電這種美好的愿景更加接近現(xiàn)實，相關(guān)研究發(fā)表在美國《國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

這個發(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。這項進步也能加速清理油污染或鈾污染的微生物試劑的研發(fā)，同時也將加速由廢物提供電力的燃料電池的研制。

細菌內(nèi)部的多層蛋白質(zhì)就像細胞的有機輸電線一樣，使細菌內(nèi)部產(chǎn)生的電子被運送到細胞表面。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)的英美科研團隊，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菌細胞表面的蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，細菌通過這個細胞轉(zhuǎn)運電子。

克拉克表示：以前我們并不知道細菌內(nèi)的電子是如何到達細胞表面的，最新發(fā)現(xiàn)向我們展示了細菌將電子從細胞內(nèi)推到細胞外的“細枝末節(jié)”。細菌可以吸進氧化物礦物質(zhì)中的有機碳分子并在細胞內(nèi)部“消化”它們，接著釋放出電子。因此，細菌坐在巖石上并吸進巖石的過程可以應(yīng)用于電極上，細菌能依靠電極呼吸并產(chǎn)生電子。精確展示這個過程讓我們可以“順藤摸瓜”，進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際應(yīng)用的電力?？死苏f：“我們所做的只是改變細菌生活的表面環(huán)境而已?！?/DIV>

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目提供了資助，美國能源部西北太平洋國家實驗室的科學(xué)家也參與了該項目。