Ученые создали «фабрику» водорода из белков бактерий

Немецким и американским химикам удалось создать очень продуктивную «фабрику» водорода из белков нескольких бактерий. Новое изобретение поглощает свет и запасает световую энергию в форме водородных молекул в два раза эффективнее существующих ферментов бацилл. Ученые фактически соединили ферменты фотосинтезирующего комплекса цианобактерии синекокка и белки, выделенные из ДНК ацито-бутановой бактерии.

Цианобактерии способны преобразовывать световую энергию в питательные вещества посредством фотосистем I и II. Эти питательные вещества включают в себя множество компонентов, таких как жиры, белки и пигменты-хлорофиллы. Первая фотосистема преобразует энергию фотонов видимого излучения в свободные электроны, а вторая уже из этих электронов фактически собирает молекулы питательных веществ.

Вне бактерии эта «фабрика» работает неэффективно – много времени занимает путь электронов от одного компонента фотосистемы к другому. Поэтому ученые решили усовершенствовать этот природный механизм, соединив молекулу фотосистемы I с двумя белками ацито-бутановой бактерии. Последние с помощью свободных электронов расщепляют молекулы воды и выделяют водород.

Протестировали изобретение на нескольких смесях буферной жидкости и искусственного хлорофилла. Сначала их облучили прожектором, а затем измерили уровень водорода. Буферная жидкость в разы увеличила эффективность «фабрики» водорода. При этом скорость выделения водорода увеличивалась «хвоста» цитохрома. Замена хлорофилла буферной жидкостью привела к десятикратному росту производительности «фабрики» водорода.

Производительность «фабрики» не снижалась четыре часа, остановилась реакция только, когда закончились необходимые ингредиенты. Возобновлялось производство сразу после добавления закончившихся веществ. Данное изобретение оказалось в 70 раз эффективнее остальных биохимических методов восстановления водорода. Ученые предполагают, что гибкость и стабильность изобретенной «фабрики» позволит вскоре внедрить их открытие в промышленность и другие области жизнедеятельности человека.