Suppr超能文献

利用光合系统 II 驱动的甲酸脱氢酶进行半人工 Z 型结构的 CO 光还原。

Photoreduction of CO with a Formate Dehydrogenase Driven by Photosystem II Using a Semi-artificial Z-Scheme Architecture.

机构信息

Department of Chemistry , University of Cambridge , Lensfield Road , Cambridge CB2 1EW , U.K.

Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier (ITQB NOVA) , Universidade NOVA de Lisboa , Av. da República , 2780-157 Oeiras , Portugal.

出版信息

J Am Chem Soc. 2018 Dec 5;140(48):16418-16422. doi: 10.1021/jacs.8b10247. Epub 2018 Nov 27.

Abstract

Solar-driven coupling of water oxidation with CO reduction sustains life on our planet and is of high priority in contemporary energy research. Here, we report a photoelectrochemical tandem device that performs photocatalytic reduction of CO to formate. We employ a semi-artificial design, which wires a W-dependent formate dehydrogenase (FDH) cathode to a photoanode containing the photosynthetic water oxidation enzyme, Photosystem II, via a synthetic dye with complementary light absorption. From a biological perspective, the system achieves a metabolically inaccessible pathway of light-driven CO fixation to formate. From a synthetic point of view, it represents a proof-of-principle system utilizing precious-metal-free catalysts for selective CO-to-formate conversion using water as an electron donor. This hybrid platform demonstrates the translatability and versatility of coupling abiotic and biotic components to create challenging models for solar fuel and chemical synthesis.

摘要

太阳能驱动的水氧化与 CO 还原偶联维持了我们星球上的生命,是当代能源研究的重中之重。在这里,我们报告了一种光电化学串联装置,可将 CO 光催化还原为甲酸盐。我们采用了一种半人工设计,通过一种具有互补光吸收的合成染料,将依赖于 W 的甲酸盐脱氢酶 (FDH) 阴极与含有光合作用水氧化酶 Photosystem II 的光阳极连接起来。从生物学的角度来看,该系统实现了一种代谢上无法进入的光驱动 CO 固定为甲酸盐的途径。从合成的角度来看,它代表了一个原理验证系统,利用无贵金属催化剂,以水作为电子供体,选择性地将 CO 转化为甲酸盐。该混合平台展示了将非生物和生物组分结合起来创建用于太阳能燃料和化学合成的具有挑战性模型的可转移性和多功能性。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/25f7/6307851/ed1c76eb6801/ja-2018-10247n_0001.jpg

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