SLAC 국립 가속기 연구소 및 로렌스 버클리 국립 연구소의 연구원(스웨덴, 독일 및 영국의 공동 작업자와 함께) 새로운 빛을 비추다 광합성의 마지막 단계에서. 그들은 식물에서 발견되는 단백질 복합체인 광계 II가 여분의 산소 원자의 손실을 초래하는 변형을 겪는 방법을 원자 세부 사항으로 관찰했습니다. 과학자들은 이번 발견이 청정 에너지원 개선을 위한 로드맵을 제공하는 데 도움이 될 것이라고 믿습니다. 이 논문의 공동저자인 Wisconsin-Madison 대학의 과학자이자 교수인 Uwe Bergmann은 “그것은 우리가 시스템 2에 대해 생각하는 방식을 정말로 바꿀 것입니다.”라고 말했습니다.
연구원들은 공정의 여러 단계(상온에서)의 “초고해상도 이미지”를 가져와 산소가 생성되는 방식과 위치에 대한 새로운 통찰력을 제공했습니다. 야구는 과정을 설명하기 위해 간단한 비유를 제공할 수 있습니다. “센터는 햇빛에 노출될 때 S0에서 S3로 정의되는 4개의 안정적인 산화 상태를 거칩니다.”라고 SLAC는 설명합니다. “야구장에서 S0은 홈에 있는 선수가 배트를 칠 준비가 되었을 때 게임의 선발 투수가 될 것입니다. S1-S3은 1루, 2루, 3루 선수가 될 것입니다.” 이 은유를 바탕으로 타자는 전방 주자와 접촉하는 타자가 햇빛의 광자를 흡수한다는 것을 나타냅니다. “네 번째 공이 맞으면 플레이어는 집으로 미끄러져 들어가 득점을 기록하거나 두 번째 그림 시스템의 경우 호흡할 수 있는 산소 분자 하나를 방출합니다.” 두 개의 산소 원자가 결합하여 산소 분자를 방출하는 마지막 단계(S4, 우리의 은유에서 세 번째 베이스와 슬라이딩 하우스 사이)는 이전에 본 적이 없는 추가 단계를 나타냅니다.
아래 비디오는 팀의 프로세스와 발견을 보여줍니다.
“호흡 가능한 산소를 생성하는 대부분의 과정은 이 마지막 단계에서 발생합니다.”라고 버클리 연구소 과학자이자 논문의 공동 저자인 Vital Yachandra는 말했습니다. 에 게시 됨 자연. “하지만 두 번째 그림 시스템의 다른 부분에서 많은 일이 진행되고 있으며 반응이 성공하려면 결국 모두 모여야 합니다. 야구에서와 마찬가지로 공의 위치와 베이스맨의 위치와 같은 요소와 야수는 선수가 홈 베이스에 도달하기 위해 취하는 움직임에 영향을 미치며, 촉매 센터 주변의 단백질 환경은 이러한 상호 작용이 발생하는 방식에 영향을 미칩니다.”
연구원들은 올해 후반에 X-ray를 업그레이드하여 프로세스에 대해 더 많은 정보를 제공할 것으로 예상합니다. 이 실험에서 사용된 초당 120회보다 높은 초당 100만 회 반복 속도를 사용합니다. Bergman은 “이러한 업그레이드를 통해 단 몇 시간 만에 며칠 분량의 데이터를 수집할 수 있습니다.”라고 말했습니다. “우리는 또한 연 X선을 사용하여 시스템에서 발생하는 화학적 변화를 더 깊이 이해할 수 있게 될 것입니다. 이러한 새로운 기능은 이 연구를 계속 추진하고 광합성 과정에 새로운 빛을 비춰줄 것입니다.”
연구팀은 이 발견이 “이산화탄소를 수소와 탄소 기반 연료로 전환하기 위해 자연 햇빛을 수확하기 위해 광합성을 모방하는 인공 광합성 시스템을 개발”하는 데 도움이 될 것이라고 믿습니다. 공저자이자 버클리 연구소의 또 다른 과학자인 진 컨(Jean Kern)은 “우리가 자연이 어떻게 이런 일을 하는지 더 많이 알수록 인공 광합성을 깨끗하고 지속 가능한 에너지로 생각하는 것을 포함하여 인간이 만든 과정에서 이러한 원리를 사용하는 데 더 가까워진다”고 말했습니다. 원천.”
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