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J-GLOBAL ID：202002210395392420   整理番号：20A2040830

CO_2からギ酸への効率的な光還元のための葉緑体を模倣した機能的コンパートメント無機光触媒-酵素系の構築【JST・京大機械翻訳】

Construction of Functionally Compartmental Inorganic Photocatalyst-Enzyme System via Imitating Chloroplast for Efficient Photoreduction of CO₂ to Formic Acid

著者 (16件)： Tian Yao (Frontier Science Center for Synthetic Biology and Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, China) ,  Tian Yao (Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, China) ,  Zhou Yinuo (Frontier Science Center for Synthetic Biology and Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, China) ,  Zhou Yinuo (Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, China) ,  Zong Yongchao (Frontier Science Center for Synthetic Biology and Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, China) ,  Zong Yongchao (Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, China) ,  Li Jiansheng (Frontier Science Center for Synthetic Biology and Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, China) ,  Li Jiansheng (Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, China) ,  Yang Nan (Frontier Science Center for Synthetic Biology and Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, China) ,  Yang Nan (Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, China) ,  Zhang Mai (Frontier Science Center for Synthetic Biology and Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, China) ,  Zhang Mai (Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, China) ,  Guo Zhiqi (Frontier Science Center for Synthetic Biology and Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, China) ,  Guo Zhiqi (Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, China) ,  Song Hao (Frontier Science Center for Synthetic Biology and Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Tianjin University, China) ,  Song Hao (Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, China)
資料名： ACS Applied Materials & Interfaces  (ACS Applied Materials & Interfaces)
巻： 12  号： 31  ページ： 34795-34805  発行年： 2020年 
JST資料番号： W2329A  ISSN： 1944-8244  CODEN： AAMICK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 無機光触媒-酵素システムは,CO_2の付加価値のある化学物質と燃料への光還元のための顕著なプラットフォームである。しかし,光励起プロセスにおける活性酸素種による貧弱な電子移動動力学と酵素不活性化は,触媒効率を大きく制限する。葉緑体において,酵素CO_2還元と光励起は,光損傷から酵素を保護するチラコイド膜によって区画化され,一方,緊密に統合された光化学系は電子移動を促進し,光触媒反応を促進する。この戦略を模倣することにより,ギ酸塩へのCO_2還元のための新規機能区画無機光触媒-酵素系を構築した。効率的な電子移動を達成するために,著者らは最初に,チオフェン修飾C_3N_4(TPE-C_3N_4)上への助触媒(Rh錯体)の共役により,統合人工光化学系を合成し,均一な対応物より2.33倍高い,9.33μM/minのNADH再生速度を示した。増強されたNADH再生活性は人工光化学系の緊密共役構造に起因し,TPE-C_3N_4からRh錯体への迅速な電子移動を可能にした。光誘起不活性化からギ酸デヒドロゲナーゼ(FDH)を保護するため,FDHを金属-有機骨格(MOF)材料,MAF-7にカプセル化し,チラコイド膜の機能と同様に毒性光励起過程からFDHを分画した。さらに,MAF-7のトリアゾールリンカーは,FDHに対する安定な微小環境を提供する親水性とpH緩衝能の両方を有し,光合成における酵素安定性を高めることができた。NADH補因子再生のためのTPE-C_3N_4の増強された電子移動とレドックス酵素のMOF保護の間の相乗作用は,機能的区画の無機光触媒-酵素会合系の構築を可能にし,9時間の照射後に16.75mMの収率でCO_2光変換を促進し,均一反応対応物より3.24倍大きかった。Copyright 2020 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 光ポンピング ,  ロジウム ,  *酵素 ,  *光還元 ,  共役 ,  光合成 ,  相乗作用 ,  酸化還元反応 ,  均一系反応 ,  電子移動 ,  光触媒反応 ,  *光触媒 ,  活性酸素 ,  脂肪族カルボン酸 ,  アデニンヌクレオチド ,  ニコチンアミドヌクレオチド ,  ジヌクレオチド

著者キーワード (6件)： 無機光触媒-酵素系 ,  CO_2光還元 ,  NADH再生 ,  MOF ,  ギ酸脱水素酵素 ,  太陽から化学への転換

分類 (5件)： 光化学反応  (CB08020F) ,  太陽電池  (NC03084O) ,  電気化学反応  (CB07050F) ,  貴金属触媒  (CB06122I) ,  白金族元素の錯体  (CE01100E)

物質索引 (2件)： ギ酸 ,  NADH

タイトルに関連する用語 (8件)： ギ酸 ,  光還元 ,  葉緑体 ,  模倣 ,  コンパートメント ,  光触媒 ,  酵素 ,  構築