您现在的位置是:首页 >新闻频道 > 行业观察 > 2019-11-22 14:49:08

研究人员将细菌马达可视化为人类产生的电能的第一步

日本的一个研究小组称,人类有一天可能会像鳗鱼一样产生自己的电能。这是最终目标,首先要精确地了解细菌内部的微小“马达”如何维持生物平衡。

研究人员专门研究了名为V1的旋转电动机,该电动机充当泵的一部分,该泵将钠离子跨膜移动,这是健康细胞过程的一部分。他们的研究结果于9月13日在线发表在《生物化学杂志》上,并于11月8日在印刷版上发表。

美国自然科学研究院分子科学研究所和功能分子科学研究部的论文作者和研究员Ryota Iino说:“旋转分子电动机的能量转换效率比人工电动机高得多。”研究生院大学物理科学学院。“ 旋转分子电动机的能量转换是可逆的。如果我们完全理解其机理,它将在将来实现高效的人造电动机。”

为了了解其机理,研究人员使用了金纳米颗粒探针直接观察从细菌肠球菌(hirococcus hirae)中纯化的单分子,该细菌会引起人类败血症。通过以高分辨率对单个分子进行成像,研究人员可以观察其随时间变化的行为,并确定不同部分的电机如何旋转以与各种输入相互作用。就像人必须摇动以使水向上流动以抵抗重力的井泵一样,观察到的分子泵必须吸收一定的能量输入才能产生更多的能量来逆着细菌膜的梯度传输离子。人类投入到手动泵中的能量是有限的,但与水向上流所消耗的能量相比,相互作用是沉重的。

Iino说:“我们首先要了解化学能如何转换为V1电机的机械旋转。” “我们发现,虽然V1和相关旋转电机的三维结构相似,但它们的化学和机械耦合机制却非常不同,这表明细胞功能决定了不同功能机制的发展。”

通过这项研究,研究人员可以更好地了解V1电机如何与另一个名为Vo的旋转电机形成复合物,从而主动将钠离子泵送穿过细胞膜。换句话说,汽车综合体利用细胞中的化学能将其机械旋转并将其转化为电化学势,就像人类利用从食物中获得的能量来驱动井泵一样,从而产生了水流产生的能量。

伊诺说:“接下来,我们想确切地了解电动机综合体的能量转换机制是如何工作的。”

据伊诺说,鳗鱼是由化学能产生电能的,其机理类似于本研究中的电动机。

伊诺说:“如果我们能充分理解这种机制,就有可能开发出一种能够进行能量转换的电池,以植入人造鳗鱼甚至人类体内。”

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。

相关文章