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科学家已经解密了FAP酶的功能该酶可用于生产生物燃料和绿色化学万用表

2022年06月25日

科学家已经解密了FAP酶的功能，该酶可用于生产生物燃料和绿色化学

用于生产生物燃料和绿色化学的FAP酶的功能已被解密。这一结果动员了一个国际科学家团队，其中包括来自CEA，CNRS，Inserm，écolePolytechnique，格勒诺布尔阿尔卑斯，巴黎萨克莱和艾克斯·马赛大学以及欧洲同步加速器（ESRF）和同步加速器SOLEIL的许多法国研究人员。

该研究于2021年4月9日发表在《科学》杂志上

研究人员解密了FAP（脂肪酸光脱羧酶）的运行机制，该酶天然存在于微小藻类（如小球藻）中。该酶已在2017年被鉴定为能够利用光能从这些微藻产生的脂肪酸中形成烃类。为了获得这个新结果，研究团队使用了完整的实验和理论工具包。

了解FAP的工作原理至关重要，因为这种光酶为生物体天然产生的脂肪酸为可持续生物燃料生产开辟了新的机遇。FAP在生产用于精细化学，化妆品和药品的高附加值化合物方面也非常有前途。

另外，由于其光诱导的反应，光酶使酶反应过程中出现的超快速现象得以实现。因此，FAP提供了一个难得的机会，可以详细了解活生物体中发生的化学反应。

更具体地说，在这项工作中，研究人员表明，当FAP照射并吸收光子时，电子会在300皮秒内从藻类产生的脂肪酸中剥离出来。然后，该脂肪酸解离为烃前体和二氧化碳（CO2）。

然后在100纳秒内将产生的大部分CO2转化为酶内的碳酸氢盐（HCO3-）。该活动使用光，但不阻止光合作用：FAP中吸收光子的黄素分子弯曲。这种构象将分子的吸收光谱移向红色，因此它使用未用于微藻光合作用的光子。

国际财团对各种实验和理论方法的结果的综合解释，得出了FAP在工作中的详细，原子级的图景。这项多学科研究结合了生物工程学，光学和振动光谱学，用同步加速器或X射线自由电子激光进行的静态和动态晶体学以及量子化学计算。

这项研究涉及法国研究人员的强大合作，这些研究人员来自艾克斯-马赛生物科学和生物技术研究所（CEA / CNRS /艾克斯-马赛大学），结构生物学研究所（CEA / CNRS /格勒诺布尔阿尔卑斯大学），光学与光学实验室生物科学（CNRS /巴黎高等理工学院/ Inserm），相互作用。

反应性和环境高级光谱实验室（CNRS /里尔大学），细胞整合生物学研究所（CEA / CNRS / Paris-Saclay）大学），SOLEIL同步加速器，以及来自欧洲同步加速器（ESRF）和劳厄·兰格文研究所（ILL）的两个主要的欧洲仪器，位于法国格勒诺布尔。它得到了法国国家研究局的资助。