科学家解决了数十年的光合作用之谜

科学家发现了为什么光合作用的关键部分仅使用两种看似相同的途径之一,从而揭示了隐藏的能源障碍和结构性细微差别,这可以帮助工程师更有效地进行人工系统。印度科学研究所(IISC)和加利福尼亚理工学院(CALTECH)的科学家发现了长期存在的谜团的原因[...]

来源:SciTechDaily
IISc 和加州理工学院的科学家们破解了光合作用的核心难题:为什么重要的电子流仅从完全对称的蛋白质复合物的一侧开始。图片来源:SciTechDaily.com

科学家们发现了为什么光合作用的关键部分只使用两条看似相同的途径之一,揭示了隐藏的能量障碍和结构细微差别,可以帮助设计更高效的人工系统。

光合作用

来自印度科学研究所 (IISc) 和加州理工学院 (Caltech) 的科学家揭开了光合作用早期阶段长期存在的谜团背后的原因。这一重要的自然过程使植物、藻类和某些细菌能够利用阳光、产生氧气并以化学形式储存能量。

研究人员发现了为什么能量转移(特别是电子运动)中的关键步骤仅通过启动光合作用的蛋白质-色素复合物的一侧发生。他们的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

美国国家科学院院刊

尽管光合作用已被广泛研究,但其许多方面仍不清楚。该过程涉及颜料分子之间复杂的电子转移链,其速度和结构复杂性使其难以完全理解。此外,不同生物体进行光合作用的方式略有不同,这也增加了挑战。对这些机制进行更深入的了解可以支持先进技术的发展,例如人造树叶和燃料电池,这些技术复制了自然界将阳光转化为可用能源的能力。

光系统 II:光合作用的发射台

尽管与 D1 分支对称,但沿 D2 分支没有发生电荷传输。研究表明,D2 中第三步的激活势垒几乎是 D1 中相应步骤的两倍。图片来源:Shubham Basera
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