CdS杂化产甲烷菌

太阳能驱动甲烷

一种将硫化镉纳米粒子与工程甲烷古菌结合的生物杂化系统，能够直接利用葡萄糖进行甲烷生成，为太阳能驱动的生物甲烷生产提供了一条可持续的途径。

马晶 · 闫震 · 孙晓 · Jiang, Qian · Li-Juan, Feng · Zhu, Ping · 刘晓 · 夏鹏飞 · 袁宪正

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2024

参数信息

甲烷产量提升倍数

1.26 ×

技术优势

能直接利用葡萄糖

引入Zymomonas mobilis的葡萄糖转运蛋白和葡萄糖激酶，绕过原有底物限制，能直接以葡萄糖为碳源产甲烷。

甲烷产量提高1.26倍

生物杂化系统促进丙酮酸流向乙酰辅酶A，并抑制其进入TCA循环，使葡萄糖来源碳向甲烷的转化增加1.26倍。

光生电子增强能量合成

光激发CdS产生的电子促进膜结合电子传递链，增强跨膜Na+和H+梯度，从而提升ATP合成，为甲烷生成提供更多能量。

应用场景

• 生物甲烷生产：用太阳能驱动微生物将葡萄糖直接转化为甲烷，替代化石天然气。
• 人工光合作用：模拟光合作用，用光激发电子驱动产甲烷菌的代谢。
• 微生物工厂：工程菌作为细胞工厂，将葡萄糖转化为高值化学品甲烷。