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合成細胞未曾受到研究的一個方向是跨膜電子轉移過程，這種跨膜電子轉移通常使用光驅動進行質子或離子的傳輸。

有鑒于此，荷蘭萊頓大學Lars J. C. Jeuken等報道工程化構筑了合成細胞，將其稱之為納米反應器，通過[FeFe]-氫酶實現了半人工光合成產氫。

本文要點：

（1）

通過奧奈達希瓦氏菌(Shewanella oneidensis) MR-1型的多血紅素跨膜蛋白MtrCAB實現跨膜電子轉移。在光照射下，納米反應器的外部摻氮碳量子點能夠將光生電子轉移到MtrCAB，隨后無需氧化還原介質實現電子結合到H₂ase。在2 h內的光驅動制氫TOF_H2ase達到467±64 h^-1，當加入氧化還原介質MV（甲基紫精），催化活性進一步提升，TOF_H2ase達到880±154 h^-1。

（2）

作者認為MtrCAB向H₂ase的“上升”電子轉移限制了催化反應的速率。這種納米反應器能夠作為結構支架，而且分隔半人工光合成反應，為開發納米粒子-微生物復合體系用于太陽能-化學能轉化提供幫助。

參考文獻

Huijie Zhang, Jan Jaenecke, Imogen L. Bishara-Robertson, Carla Casadevall, Holly J. Redman, Martin Winkler, Gustav Berggren, Nicolas Plumeré, Julea N. Butt, Erwin Reisner, and Lars J. C. Jeuken*, Semiartificial Photosynthetic Nanoreactors for H₂ Generation, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c12311

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c12311