پی اس برای فتوسنتز

با استفاده از یک ترکیب منحصر به فرد از نانو تصویربرداری و آنالیز شیمیایی یک تیم بین المللی از محققان نشان داد یک گام مهم در مکانیسم مولکولی پشت آب تقسیم واکنش فتوسنتز یافته ای که می تواند کمک به اطلاع رسانی این طرح از تکنولوژی انرژی های تجدید پذیر.

“زندگی بستگی به اکسیژن است که گیاهان و جلبک ها از تقسیم آب; چگونه آنها آن است که هنوز هم یک راز است اما دانشمندان از جمله تیم ما به آرامی پوست دور لایه هایی برای رسیدن به پاسخ گفت:” Vittal K. Yachandra co-نویسنده سرب از مطالعه جدید منتشر شده در PNAS و یک شیمیدان و دانشمند ارشد در وزارت انرژی (DOE) لارنس برکلی و آزمایشگاه (آزمایشگاه برکلی). “اگر ما می تواند درک این مرحله از فتوسنتز این امر ما را قادر به استفاده از آن دسته از اصول طراحی برای ساختن مصنوعی, فتوسنتز سیستم است که برای تولید انرژی پاک و تجدید پذیر انرژی از نور خورشید و آب است.”

با یک ابزار است که تیم طراحی و ساخته شده آنها تجزیه و تحلیل پروتئین فتوسنتزی با استفاده از هر دو X-ray کریستالوگرافی و X-ray emission spectroscopy. این دو رویکرد که تیم پیشگام شده اند و پالایش برای 10 سال گذشته تولید مواد شیمیایی و ساختار پروتئین اطلاعات از نمونه مشابه در همان زمان. تصویربرداری انجام شد با X-ray ليزر الکترون آزاد (XFEL) در LCLS در آزمایشگاه ملی SLAC و در SACLA در ژاپن است.

“با این روش ما تصویر کلی از چگونگی ساختار پروتئین کل به صورت پویا تغییر و نگاه ما به مواد شیمیایی پیچیدگیهای اتفاق می افتد در واکنش سایت” گفت: شرکت سرب نویسنده Junko یانو یک شیمیدان و دانشمند ارشد در برکلی آزمایشگاه بیوفیزیک مولکولی و یکپارچه Bioimaging (MBIB) را بدست آورد. “X-ray ليزر الکترون آزاد تولید بسیار روشن و کوتاه از اشعه X است که اجازه می دهد ما نه تنها به تجزیه و تحلیل یک پروتئین در دمای اتاق است که چگونه این واکنش در طبیعت رخ می دهد اما همچنین ضبط لحظات مختلف در طول زمان واکنش در مقیاس.”

سنتی کریستالوگرافی روش ها اغلب نیاز به نمونه پروتئین منجمد می شود; در نتیجه آنها می توانند تنها تولید گزارشهای استاتیک پروتئین است. این محدودیت باعث می شود آن را دشوار برای دانشمندان به دریافت یک دسته در چگونه پروتئین در واقع رفتار در موجودات زنده به دلیل مولکول های جلوه های ویژه گرافیکی بین های مختلف فیزیکی متحده در طی واکنش های شیمیایی.

“آب-تقسیم واکنش فتوسنتز است ادواری فرایند است که نیاز به چهار فوتون و چرخه بین چهار پایدار ‘ایالت'” گفت: یانو. “ما تنها می تواند تصاویر را از این چهار متحده است. اما با در نظر گرفتن چند عکس در زمان ما در حال حاضر می توانید تجسم چگونه یک دولت می رود به طرف دیگر.”

“ما تو را دیدم, واقعا, خوبی, چگونه ساختار تغییرات گام به گام آن را به عنوان تبدیل از یک دولت به دولت بعدی گفت: Jan F. کرن MBIB شیمیدان و نویسنده مشترک است. “این بسیار هیجان انگیز است چرا که ما می توانیم ‘علت و اثر و نقشی که هر یک در حال حرکت اتم در این انتقال بود.”

نیکلاس K. متوسط ساتر, co-نویسنده و MBIB محاسباتی ارشد دانشمند افزود: “اساسا ما در حال تلاش برای گرفتن یک ‘فیلم’ یک واکنش شیمیایی. ما ساخته شده بسیاری از پیشرفت برای رسیدن به این نقطه نظر تکنولوژی ما و ما محاسباتی تجزیه و تحلیل. کار ما همکاری نویسنده پل آدامز و دیگران در MBIB حیاتی بود به تفسیر XFEL و X-ray داده است. اما ما هنوز هم برای دریافت فریم های دیگر را ببینید که چگونه واکنش به اتمام است و آنزیم های آماده برای چرخه بعدی.”

برکلی آزمایشگاه محققان امید به ادامه این پروژه پس از بسیاری از پژوهش های که کل تیم بین المللی متکی بر — واقع در ایالات متحده و ژاپن و سوئیس و کره جنوبی — عامل به طور معمول پس از COVID-19 بیماری همه گیر.

کرن به این نتیجه رسیدند توسط ذکر است که فن آوری نقطه عطف ارائه شده در این مقاله تا حد زیادی بهره مند از متنوع تخصص از نویسندگان از SLAC اوپسالا و دانشگاه اومئو در سوئد, دانشگاه هومبولت در آلمان و از قابلیت های پنج سازمان حفاظت محیط زیست از علوم کاربر امکانات: دانشگاه استنفورد Synchrotron Radiation Lightsource و LCLS در دانشگاه استنفورد و پیشرفته نور منبع انرژی علوم شبکه و انرژی ملی تحقیقات علمی مرکز محاسبات در آزمایشگاه برکلی.

دیگر Berkeley Lab دانشمندان که کمک به این کار عبارتند از: Ruchira Chatterjee, Louise Lassalle کایل D. فلورنس عنبیه D. جوان Sheraz گل در سیک کیم, Philipp S. سیمون ایزابل Bogacz سیندی C. Pham, نیکلاس Saichek, ترنت, شمال, Asmit Bhowmick رابرت Bolotovsky, Derek مندز, Nigel W. Moriarty, James M. Holton هارون S. بروستر و دیوید اسکینر.

این تحقیقات حمایت می شد در درجه اول توسط سازمان حفاظت محیط زیست از علم و کمک های مالی از موسسه ملی بهداشت.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>