Plug'n Play Photosynthesis for Rubisco Independent Fuels

用于 Rubisco 独立燃料的即插即用光合作用

基本信息

批准号：
BB/I02447X/1
负责人：
Thomas Bibby
金额：
$ 38.3万
依托单位：
University of Southampton
依托单位国家：
英国
项目类别：
Research Grant
财政年份：
2011
资助国家：
英国
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://gtr.ukri.org/projects?ref=BB%2FI02447X%2F1
关键词：
Plug Play Photosynthesis Rubisco Independent

项目摘要

Supplying the world's energy needs with a clean, renewable fuel is perhaps the most pressing scientific and political challenge facing humanity. The solar energy hitting the earth's surface is more than sufficient to fulfill these needs. In fact, our current economy is predicated on the burning of cheap fossil fuels, relics of ancient photosynthesis. Unfortunately, our rate of use of these fuels far outstrips their production, and is also producing carbon dioxide at potentially environmentally acceptable rates. Thus, it has become essential to develop new routes to directly produce chemical fuels, i.e. energy storage molecules, from solar energy. Biological systems solved this problem through the development of photosynthesis. However, organisms have been evolved for biological fitness, not for human fuel production. Under high light conditions, RuBisCO, the enzyme catalyzing the rate limiting step in CO2 fixation, becomes saturated. Under those conditions, the Calvin Cycle becomes down-regulated and the majority of light energy absorbed is lost as heat. New strategies are needed to improve utilization of this light energy to produce fuels. Our strategy to solve this problem is to create a trans-cellular, plug-and-play platform that allows us to shunt electrons from photosynthetic source cells to independently engineered fuel production modules along nanowires (these could be microbial based, partly or even totally synthetic). The project represents a radical approach to augment and surpass photosynthetic strategies observed in Nature by engineering modular division of labor through electrical connectivity

用清洁的可再生燃料满足世界能源需求也许是人类面临的最紧迫的科学和政治挑战。到达地球表面的太阳能足以满足这些需求。事实上，我们当前的经济是以燃烧廉价化石燃料为基础的，这是古代光合作用的遗迹。不幸的是，我们对这些燃料的使用率远远超过了它们的产量，并且还以环境可接受的速度产生二氧化碳。因此，开发直接从太阳能生产化学燃料（即储能分子）的新路线变得至关重要。生物系统通过光合作用的发展解决了这个问题。然而，生物体的进化是为了生物适应性，而不是为了人类燃料生产。在高光条件下，RuBisCO（催化 CO2 固定中限速步骤的酶）变得饱和。在这些条件下，卡尔文循环被下调，吸收的大部分光能以热量的形式损失掉。需要新的策略来提高这种光能生产燃料的利用率。我们解决这个问题的策略是创建一个跨细胞、即插即用的平台，使我们能够将电子从光合源细胞分流到沿着纳米线独立设计的燃料生产模块（这些模块可以是基于微生物的、部分甚至完全合成的））。该项目代表了一种激进的方法，通过电气连接设计模块化劳动分工，以增强和超越在自然界中观察到的光合作用策略

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A bioelectrochemical approach to characterize extracellular electron transfer by Synechocystis sp. PCC6803.

一种表征集胞藻细胞外电子转移的生物电化学方法。

DOI：
http://dx.10.1371/journal.pone.0091484
发表时间：
2014
期刊：
PloS one
影响因子：
3.7
作者：
Cereda A
通讯作者：
Cereda A

Type IV Pili-Independent Photocurrent Production by the Cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803.

蓝藻集胞藻属 IV 型菌毛独立光电流产生。

DOI：
http://dx.10.3389/fmicb.2020.01344
发表时间：
2020
期刊：
Frontiers in microbiology
影响因子：
0
作者：
Thirumurthy MA
通讯作者：
Thirumurthy MA

Isolation and molecular characterisation of Dunaliella tertiolecta with truncated light-harvesting antenna for enhanced photosynthetic efficiency

用截短的光捕获天线分离和分子表征杜氏盐藻以提高光合效率

DOI：
http://dx.10.1016/j.algal.2020.101917
发表时间：
2020
期刊：
Algal Research
影响因子：
0
作者：
Johansson S
通讯作者：
Johansson S

Improving photosynthesis for algal biofuels: toward a green revolution.

改善藻类生物燃料的光合作用：迈向绿色革命。

DOI：
10.1016/j.tibtech.2011.06.005
发表时间：
2011-12-01
期刊：
Trends in biotechnology
影响因子：
17.3
作者：
P. G. Stephenson;P. G. Stephenson;C. M. Moore;M. J. Terry;M. Zubkov;T. Bibby
通讯作者：
T. Bibby