Forskning banar väg för framtidens energibärare
Genom att generera extremt högupplösta bilder i ett kryo-elektronmikroskop, på en nivå som aldrig tidigare uppnåtts för jämförbara komplex, har forskare vid Umeå universitet i samarbete med forskare i Berlin avslöjat väteatomernas och vattenmolekylernas positioner i fotosyntesen. Detta genombrott öppnar en ny möjlighet att avslöja hur vatten spjälkas till syre - en process som är avgörande för livet på jorden liksom för att kunna skala upp förnybara energisystem.
Studien har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Science.
– Denna upplösning är ett nytt rekord för ett membranproteinkomplex, oavsett metod eller art. Vid denna upplösning kan en stor del av proteinets väteatomer detekteras. Det är första gången det har uppnåtts för ett så enormt proteinkomplex, säger Wolfgang Schröder, professor emeritus vid Institutionen för fysiologisk botanik vid Umeå universitet.
Den högupplösta strukturen möjliggjorde också identifiering av vattenmolekyler vilket saknats i tidigare strukturer. Kunskapen om både vätets och vattnets positioner krävs för att förstå hur vatten kommer in till det område där katalysen sker genom förlängda kanaler och hur protoner leds ut därifrån.
– Dessa processer är avgörande för effektiv vattenoxidation med hjälp av billiga metaller som det finns god tillgång på och som för närvarande inte kan efterliknas på ett adekvat sätt i artificiella system, säger
Wolfgang Schröder.
Genom att spjälka vatten med billiga, vanligt förekommande metaller i stället för som idag sällsynta och dyra sådana hoppas man att lättare kunna utveckla framtida energibärare.