藍藻中關(guān)鍵酶可“吞噬”二氧化碳
發(fā)表時(shí)間：2024-05-17
來(lái)源：科技日報
作者：張佳欣
藍藻顯微圖像。圖片來(lái)源：物理學(xué)家組織網(wǎng)
科技日報記者?張佳欣
科學(xué)家發(fā)現了一種“隱藏在大自然藍圖中”的可“吞噬”二氧化碳的關(guān)鍵酶。這一發(fā)現由澳大利亞國立大學(xué)和英國紐卡斯爾大學(xué)的科學(xué)家共同完成。研究成果發(fā)表在最新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
藍藻擁有名為二氧化碳濃縮機制（CCM）的系統，能固定大氣中的碳，并以比一般植物和農作物快得多的速度將其轉化為糖。
CCM的核心是稱(chēng)為羧基體的大型蛋白質(zhì)區室。這些結構負責隔離二氧化碳，儲存CsoSCA和Rubisco這兩種酶。CsoSCA酶的作用是在羧基體內產(chǎn)生局部高濃度的二氧化碳，Rubisco酶隨后可以吞噬這些二氧化碳，并將其轉化為糖供細胞食用。
CsoSCA酶可隨一種名為RuBP的分子的節奏“起舞”。RuBP就像開(kāi)關(guān)一樣將CsoSCA酶激活。如果把光合作用比作制作三明治，那么空氣中的二氧化碳是餡料，RuBP就是面餅。就像制作三明治時(shí)，餡料的添加速度取決于面餅的供應速度一樣。CsoSCA酶向Rubisco酶供應二氧化碳并轉化為糖的速度也取決于RuBP的含量。當有足夠的RuBP時(shí)，酶被“啟動(dòng)”。一旦細胞耗盡RuBP，酶將被“關(guān)閉”。令人驚訝的是，CsoSCA酶一直隱藏在大自然的藍圖中，靜待人們的發(fā)現。
研究人員表示，設計更高效捕獲和利用二氧化碳的作物，將極大地提高作物產(chǎn)量，同時(shí)減少對氮肥和灌溉系統的需求，還能增強世界糧食系統對氣候變化的抵御能力。