光合作用制氢

据外国媒体报道：长期以来，氢气被认为是未来最有前景的能量载体，但是从水中生产氢气的效率却十分低下。近日，乌普萨拉大学的研究人员设法在大肠杆菌中激活一种名为氢化酶的关键酶，为未来在微生物中光合作用制氢打下了基础。

该方法通过合成化学和生物学的方法，将经设计的分子插入转基因大肠杆菌中以诱导一种酶开始产生氢气，其中，用于产生氢气的酶为“铁-铁-氢化酶”。

从水中生产可再生氢气是可行的，但目前用于实现这一过程的系统十分少。在细菌和藻类中产生氢气的自然酶是“铁-铁-氢化酶”。这些酶具有很高的性能，长期以来受到科学家的关注。然而，它们仅存在于需要特殊培养条件的特定微生物中，因此迄今仅用于小规模实验室实验。在生物工程中大量生产“铁-铁-氢化酶”只能产出来一种无活性、不可用的产品。

Peter Lindblad教授和他的研究同事Gustav Berggren共同领导了化学系Ångström实验室的工作。他们修饰选定的遗传基因，并将经过编译的“铁-铁-氢化酶”基因插入到大肠杆菌中，然后使用合成铁化合物进行活化。这些人工活化的酶已被证明是具有完全活性的，它们将大肠杆菌转化为细胞级氢气工厂

研究人员现在正在将该技术应用于从阳光中获得能量的光合微生物，这些微生物不需要持续营养供应。他们希望在遗传水平进一步改善人造酶，并通过修饰合成催化剂来增强酶的效果。

本成果于2017年4月11日刊登于Energy and Environmental Science。