生物矿化CdS纳米颗粒

光合固碳

这种生物矿化CdS纳米颗粒可为Shewanella oneidensis MR-1提供光电子，使其以前所未有的方式实现自养生长，连续五个月以上将CO2转化为乙酸。

石岩 · Zhang, Kejing · Jianxin, Chen · Bingtian, Zhang · Guan, Xun · Wang, Xin · 张彤 · Song, Han · 邹龙 · Duan, Xiangfeng · Gao, Haichun · 林璋

Angewandte Chemie - International Edition 2024

参数信息

持续产乙酸时长

5 个月

技术优势

连续产乙酸超五个月

该杂化系统通过 CdS 纳米颗粒向 S. oneidensis MR-1 高效传递光电子，实现光合振荡产乙酸，持续时间远超其他系统（仅数小时或数天）。

激活还原性甘氨酸途径固碳

高效电子摄取为 CO2 固定提供了充足能量，激活了此前被忽视的还原性甘氨酸途径，实现自养生长。

硫物种循环实现持续转化

光子诱导的硫物种电子循环维持了连续的太阳能到化学品转化，无需外部电子供体。

应用场景

• 人工光合作用：利用非光合微生物实现高效太阳能到化学品转化，无需改造光合系统。
• 微生物工厂：将 CO2 直接转化为乙酸等平台化学品，可用于构建自养微生物细胞工厂。
• 合成生物学：揭示还原性甘氨酸途径可作为非光合微生物固碳的合成生物学靶点。
• 太阳能燃料：直接利用太阳能将 CO2 还原为乙酸，为太阳能燃料生产提供可持续路线。