蛋白质利用大自然的太阳能创新蓝图

研究揭示了蛋白质在将太阳能转化为生物过程的关键作用，例如植物和果蝇的光合作用和DNA修复。通过研究蛋白质的变形和内部电子的精确运动，科学家们旨在利用这些见解来推动技术进步。

细胞需要能量才能发挥作用。哥德堡大学的研究人员现在可以解释能量是如何通过小原子运动在细胞中引导的，以到达蛋白质的目的地。模仿蛋白质的这些结构变化可能会在未来导致更高效的太阳能电池。

太阳光线是地球上创造生命的所有能量的基础。植物中的光合作用就是一个典型的例子，植物生长需要太阳能。特殊的蛋白质吸收太阳光线，能量在蛋白质内部以电子的形式传输，这个过程称为电荷转移。在一项新的研究中，研究人员展示了蛋白质如何变形，从而为电荷创造有效的运输路线。

蛋白质结构的发现

“我们研究了果蝇中的一种蛋白质，光解酶，其功能是修复受损的DNA。DNA修复由太阳能提供动力，太阳能以电子的形式沿着四种色氨酸（氨基酸）链运输。有趣的发现是，周围的蛋白质结构以一种非常特殊的方式被重塑，以引导电子沿着链，“生物物理化学教授Sebastian Westenhoff解释道。

研究人员指出，结构的变化如何遵循与电荷转移相一致的精确时间——这些重要知识可用于设计更好的太阳能电池板、电池或其他需要能量传输的应用。

对未来技术的洞察

“进化是自然界的物质发展，它总是最好的。我们所做的是基础研究。我们对蛋白质吸收阳光时会发生什么了解得越多，我们就越能模仿太阳能转化为电能，“Sebastian Westenhoff说。

这项研究发表在《自然化学》杂志上，是蛋白质电荷转移研究向前迈出的明显一步。使用连续飞秒晶体学（SFX）技术研究果蝇的过程，可以让研究人员深入了解电子移动时蛋白质的动态相互作用。

“这将在分子水平上为我们对生命奥秘的理解开辟新的篇章，”塞巴斯蒂安·韦斯滕霍夫总结道。