Electrochemical acceleration of ammonium biosynthesis from nitrogen gas

电化学加速氮气生物合成铵

基本信息

  • 批准号:
    20F20105
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-11-13 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Bioelectrocatalysis uses living cells to realize the two-way conversion of chemical bond energy and electrical energy in organic matter. It has received extensive attention and has been initially applied to fuel cell power supply, electrochemical nitrogen/carbon fixation, and electrochemical synthesis of high-value organic matter. The key to energy conversion in living cells lies in heme, which has a transmembrane multiferroic porphyrin structure. Controlling the arrangement between heme-iron porphyrins is a promising strategy to improve electron transfer. We controlled the expression of heme MtrC in Escherichia coli and investigated the feasibility of regulating the arrangement of heme porphyrins by utilizing the mechanical interaction between heme proteins on the cell membrane. Through the circular dichroism difference spectrum developed by the research group, we proved the exciton coupling effect between heme, that is, the adjustment effect of the arrangement between porphyrin centers on the electron transfer rate. We believes that this research will have a significant impact on environmental engineering and will be of significant interest to many other fields of study ranging from biochemistry to materials science.
生物电催化是利用活细胞实现有机物中化学键能和电能的双向转化。受到广泛关注,已初步应用于燃料电池供电、电化学固氮/固碳、电化学合成高值有机物等领域。活细胞中能量转化的关键在于血红素,它具有跨膜多铁卟啉结构。控制血红素-铁卟啉之间的排列是一种很有前途的改善电子转移的策略。我们在大肠杆菌中控制血红素MtrC的表达,并探讨利用血红素蛋白在细胞膜上的机械相互作用调节血红素卟啉排列的可行性。通过课题组开发的圆二色差谱,我们证明了血红素之间的激子耦合效应,即卟啉中心之间的排列对电子传递速率的调节作用。我们相信这项研究将对环境工程产生重大影响,并将对从生物化学到材料科学等许多其他研究领域产生重大影响。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Bioelectrochemical Systems: Principles and Applications
  • DOI:
    10.1007/978-981-15-6872-5_1
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Divya Naradasu;Xizi Long;A. Okamoto;W. Miran
  • 通讯作者:
    Divya Naradasu;Xizi Long;A. Okamoto;W. Miran
Biogenic Mn2O3 via the redox of Shewanella oneidensis MR-1 for peroxymonosulfate advanced oxidation
通过 Shewanella oneidensis MR-1 的氧化还原实现过一硫酸盐高级氧化的生物源 Mn2O3
  • DOI:
    10.1016/j.seppur.2022.122144
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Long Xizi;Zhang Hongrui;Cao Xian;Wang Hui;Shimokawa Kohei;Chi Huimei;Zhang Chengming;Okamoto Akihiro;Li Xianning
  • 通讯作者:
    Li Xianning
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  • 资助金额:
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  • 资助金额:
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知道了