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题名体外多酶分子机器产氢应用中的氢酶研究
被引量：1
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作者
李怡霏
陈艾
孙俊松
张以恒
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机构
中国科学院上海高等研究院低碳生物转化团队
中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学(全国)重点实验室
中国科学院天津工业生物技术研究所体外合成生物学中心
合成生物学海河实验室
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出处
《合成生物学》
CSCD
北大核心
2024年第6期1461-1484,共24页
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基金
国家重点研发计划“合成生物学”重点专项“糖水氢电系统——体外多酶高效产氢及氢电装置的基础及工程研究”(2022YFA0912000)。
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文摘
氢酶是生物制氢和氢能利用的最关键酶,它是一类广泛分布的对氧敏感的多亚基金属复合酶。体外多酶分子机器是体外生物转化技术中的高效酶生物催化系统,利用该分子机器生产氢气是一种新型高效的绿氢生产技术,它突破微生物产氢的Thauer极限,将葡萄糖产氢的转化率提高至接近化学理论值(1 mol葡萄糖裂解水生产12 mol氢气),代表着生物产氢的未来方向。氢酶的制备及催化性能是限制多酶分子机器产氢技术广泛应用的主要瓶颈;氧气不仅抑制氢酶的活性,也是氢酶转录翻译及翻译后加工的重要影响因素。体外多酶分子机器对氢酶的耐氧性能、热稳定性及高周转性能等参数提出高要求。本文结合氢酶在多酶分子机器制氢应用中的技术障碍,针对迫切的基础科学问题,分别从氢酶分类、结构功能、重组表达技术进展、(仿生)辅酶的适配等方面对其进行了相关的总结,并初步对氧的抑制机制、微生物重组表达氢酶以及产氢人工电子传递链的优化等难点问题的研究进行了跟踪,期待能够为氢酶在体外合成生物学的应用提供参考。
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关键词
氢酶
生物产氢
体外多酶分子机器
仿生辅酶
人工电子传递链
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Keywords
hydrogenase
bioproduction of hydrogen
in vitro synthetic enzymatic biosystems
biomimetic coenzyme
artificial electron transport chain
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分类号
Q819
[生物学—生物工程]
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