Hydrogen and carbon dioxide biochemistry in the bacterial energy-transducing membrane.
细菌能量转换膜中的氢气和二氧化碳生物化学。
基本信息
- 批准号:BB/Y004302/1
- 负责人:
- 金额:$ 55.23万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2024
- 资助国家:英国
- 起止时间:2024 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Developing renewable energy sources and reducing carbon dioxide emissions will require a basket of different solutions. Biology offers some good options. Microbiology offers some really exciting ones. Microscopic, single-celled bacteria are used to living in extreme environments and often perform (bio)chemical reactions that plants and animals cannot do. Many bacteria retain the ability to grow in the complete absence of oxygen. Under such conditions a special enzyme called formate hydrogenlyase is produced in the cell. This enzyme oxidises formate to carbon dioxide and two electrons, and those two electrons are channeled down a molecular wire in the protein and used directly to generate hydrogen gas (H2). Formate hydrogenlyase are attached to the cell surface when they do H2 production and, somehow, they use this activity to transport other hydrogen ions (protons) across the membrane, which can be used to make ATP for cellular energy. On the face of it, formate hydrogenlyases must use the same mechanism to do this that is also found in the human mitochondrion (making ATP for the human cell). It should be easier and quicker to study this mechanism in bacteria and therefore make new discoveries about the fundamental rules of life.What about societal impact and benefit? Most enzymes in the world are reversible. The reverse reaction of formate hydrogenase would be to take H2 and carbon dioxide and generate formic acid. Thus, running formate hydrogenlyase in reverse should allow a bacterium to use hydrogen as a substrate to capture carbon dioxide as soluble formic acid. Using renewable H2 would be even better, as this would make this form of biological carbon capture really sustainable and useful to society. Harnessing this enzyme activity - either within cells as a "whole cell biocatalyst" or outside cells as an isolated protein - has the potential to help reduce carbon dioxide emissions from a whole range of sources, and to convert that CO2 waste into more useful products.
开发可再生能源并减少二氧化碳排放将需要一篮子不同的解决方案。生物学提供了一些不错的选择。微生物学提供了一些非常令人兴奋的方法。微观的单细胞细菌用于生活在极端环境中,并且经常执行动植物无法做到的(BIO)化学反应。许多细菌保留在完全没有氧气的情况下生长的能力。在这种情况下,在细胞中产生了一种称为甲酸氢化酶的特殊酶。这种酶氧化甲酸甲酸二氧化碳和两个电子,并将这两个电子引导下蛋白质中的分子线,直接用于产生氢气(H2)。当甲酸盐产生H2时,甲酸氢酶会附着在细胞表面上,并且以某种方式使用该活性将其他氢离子(质子)运输到整个膜上,可用于使ATP用于细胞能量。从表面上看,甲酸盐氢化酶必须使用相同的机制来做到这一点,该机制也可以在人类线粒体(为人类细胞的ATP)中找到。在细菌中研究这种机制应该更容易,更快,因此对生活的基本规则进行了新的发现。社会影响和利益是什么?世界上大多数酶都是可逆的。甲酸盐氢酶的反应是服用H2和二氧化碳并产生甲酸。因此,在反向中运行甲状腺磷酸酶应允许细菌用氢作为底物捕获二氧化碳作为可溶性甲酸。使用可再生的H2会更好,因为这将使这种生物碳捕获形式真正可持续且对社会有用。利用这种酶活性 - 在细胞内作为“全细胞生物催化剂”或外部细胞作为孤立的蛋白质 - 有可能帮助减少从整个来源的二氧化碳排放量,并将该二氧化碳废物转化为更有用的产品。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Frank Sargent其他文献
Crystal structure of the molybdenum cofactor biosynthesis protein MobA from Escherichia coli at near-atomic resolution.
大肠杆菌钼辅因子生物合成蛋白 MobA 的近原子分辨率晶体结构。
- DOI:
10.1016/s0969-2126(00)00518-9 - 发表时间:
2000 - 期刊:
- 影响因子:5.7
- 作者:
Clare E. M. Stevenson;Frank Sargent;Frank Sargent;G. Buchanan;G. Buchanan;Tracy Palmer;Tracy Palmer;D. Lawson - 通讯作者:
D. Lawson
Frank Sargent的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Frank Sargent', 18)}}的其他基金
Nonclassical protein secretion by bacteria.
细菌的非经典蛋白质分泌。
- 批准号:
BB/R016453/1 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Research Grant
Understanding and harnessing the hydrogen-dependent carbon dioxide reductase activity of E. coli.
了解和利用大肠杆菌的氢依赖性二氧化碳还原酶活性。
- 批准号:
BB/S000666/1 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Research Grant
High throughput bio-layer interferometry at Dundee for anti-microbial and interaction studies.
邓迪的高通量生物层干涉测量法用于抗菌和相互作用研究。
- 批准号:
BB/M012425/1 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Research Grant
Metal-hydrido intermediates in enzymes: atomic level mechanistic insight and technological applications of hydrogenases
酶中的金属氢化物中间体:氢化酶的原子水平机理洞察和技术应用
- 批准号:
BB/L008521/1 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Research Grant
The Assembly of Tetrathionate Reductase in Pathogenic Bacteria
病原菌中连四硫酸盐还原酶的组装
- 批准号:
G1100142/1 - 财政年份:2011
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Research Grant
Bacterial hydrogenases for biohydrogen technology
用于生物氢技术的细菌氢化酶
- 批准号:
BB/H001190/1 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Research Grant
Integrated sustainable energy production from food wastes using dual harnessed hydrogenases and novel fuel cell
使用双利用氢化酶和新型燃料电池从食物垃圾中综合可持续能源生产
- 批准号:
BB/C516195/2 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Research Grant
A high field NMR facility at Dundee for structural and interaction studies.
邓迪的高场核磁共振设施用于结构和相互作用研究。
- 批准号:
BB/F011636/1 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Research Grant
System-specific chaperones on the Tat protein transport pathway
Tat 蛋白转运途径上的系统特异性伴侣
- 批准号:
BBS/B/07780/2 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Research Grant
相似国自然基金
SLC家族碳酸氢根转运体在微拟球藻固碳通路中的功能机制研究
- 批准号:31900047
- 批准年份:2019
- 资助金额:26.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
叠式流化床钙循环煤制氢协同捕集二氧化碳基础研究
- 批准号:51576042
- 批准年份:2015
- 资助金额:75.0 万元
- 项目类别:面上项目
太阳燃料金属/C3N4表面等离子体复合光催化材料的制备和性能
- 批准号:51472191
- 批准年份:2014
- 资助金额:83.0 万元
- 项目类别:面上项目
生物油/水蒸汽/CO2重整制氢体系中催化剂积碳机理和基本规律研究
- 批准号:21376084
- 批准年份:2013
- 资助金额:80.0 万元
- 项目类别:面上项目
废物利用强化甲烷发酵过程的技术探究
- 批准号:51278025
- 批准年份:2012
- 资助金额:83.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Engineered porous materials for energy and environmental applications: hydrogen production, energy storage and carbon dioxide reduction
用于能源和环境应用的工程多孔材料:制氢、能量储存和二氧化碳减排
- 批准号:
DDG-2022-00002 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Discovery Development Grant
Supplement to Model-aided Design and Integration of Functionalized Hybrid Nanomaterials for EnhancedBioremediation of PFASs Using Supercritical Fluid Chromatography/Mass Spectrometry
使用超临界流体色谱/质谱法增强 PFAS 生物修复功能化混合纳米材料的模型辅助设计和集成的补充
- 批准号:
10601888 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Low-Cost Amperometric Ozone Monitor for Communities Affected by Wildfires
适用于受野火影响社区的低成本安培臭氧监测仪
- 批准号:
10547075 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Modular, Chemical-Free Advanced Oxidation of 1,4-Dioxane and its Co-Contaminants in Ground Water
地下水中 1,4-二恶烷及其共污染物的模块化、无化学品高级氧化
- 批准号:
10698027 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别:
Modular, Chemical-Free Advanced Oxidation of 1,4-Dioxane and its Co-Contaminants in Ground Water
地下水中 1,4-二恶烷及其共污染物的模块化、无化学品高级氧化
- 批准号:
10361889 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 55.23万 - 项目类别: