自然界生命的许多重要新陈代谢过程由大量精密而灵巧的生物分子马达完成。近年来，借助这些天然分子机器的生物活性，利用分子组装技术，科学家能构筑多种生物功能器件，以模拟生物体中信息存储、能量转化和物质输运，已成为化学与生物科学交叉研究的热点。旋转生物分子马达，三磷酸腺苷合成酶（ATP合酶）在跨膜质子梯度的推动下合成ATP，为生物体的生命活动提供所需能量。


在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，中科院化学研究所胶体、界面与化学热力学院重点实验室李峻柏课题组长期致力于ATP合酶分子马达的超分子组装与应用研究，取得了系列进展。该研究组率先将ATP合酶重组在类细胞膜结构的微胶囊表面，成功实现了马达蛋白的体外重组和ATP的合成（Angew. Chem. Int. Ed. 2007，46, 6996）。 在此基础上又构建了一系列基于ATP合酶分子马达的组装体系（Adv. Mater. 2008, 20, 601; Adv. Mater. 2008, 20, 2933;Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2292; ACS Nano 2016, 10, 556）。


最近，他们利用分子组装技术，将光酸分子与ATP合酶分子马达共组装，在光照下实现了ATP的高效合成。这一组装体系有效地模拟了叶绿体中光系统II与ATP合酶分子构成的光合作用体系，该体系的构建为有效利用光能提供了新途径。


相关研究成果发表在近期的《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 12903）上。



人工-自然杂化分子机器体系用于增强光合磷酸化

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