Un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Bristol, ha desarrollado un nuevo sistema de proteínas fotosintéticas que permite un enfoque mejorado y más sostenible para los dispositivos tecnológicos que funcionan con energía solar.

La iniciativa es parte de un esfuerzo más amplio en el campo de la biología sintética para utilizar proteínas en lugar de materiales artificiales que a menudo son escasos. caro y puede ser perjudicial para el medio ambiente cuando el dispositivo se vuelve obsoleto.

El objetivo del estudio, publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza , Fue el desarrollo de complejos fotosintéticos "quimeras" que exhiben una recolección de energía solar policromática.

Por primera vez, los científicos pudieron construir un solo sistema de proteínas que usa clorofila y bacterioclorofila, y al hacerlo, han demostrado que los dos sistemas de pigmentos pueden trabajar juntos para lograr la conversión de energía solar.

Autor principal del estudio y profesor de bioquímica en la Universidad de Bristol, Dr. Mike Jones, dijo:

"En el pasado, Se han utilizado dos tipos principales de proteínas para la conversión de energía solar en dispositivos tecnológicos. Los primeros son de organismos fotosintéticos 'oxigenados':plantas, algas y cianobacterias, que contienen clorofila como principal pigmento fotosintético y producen oxígeno como producto de desecho del proceso. Los segundos son de organismos 'anoxigénicos', bacterias que contienen bacterioclorofila como pigmento fotosintético principal.

"Hemos reunido estas dos proteínas, de muy diferentes partes del mundo fotosintético, en un solo fotosistema biológico que permite una mayor recolección de energía solar. También hemos demostrado que este sistema se puede interconectar con electrodos artificiales para lograr una conversión solar a eléctrica expandida ".

Los científicos, del Instituto BrisSynBio de la Universidad, en colaboración con colegas de fotoelectroquímica en la Universidad Libre de Amsterdam, purificó una proteína del 'centro de reacción' de una bacteria fotosintética de color púrpura y una proteína recolectora de luz de una planta verde (en realidad hecha de manera recombinante en E. coli) y las unió permanentemente usando un dominio de enlace tomado de una segunda bacteria. El resultado es el primer complejo único con una composición de proteínas y pigmentos bien definida que muestra una conversión de energía solar expandida.

El estudio financiado por BBSRC y EPSRC fue en gran parte obra del Dr. Juntai Liu, un doctorado estudiante en el Centro de Formación de Doctorado en Biología Sintética de la Universidad de Bristol. Este avance es un ejemplo de un enfoque de biología sintética, tratar las proteínas como componentes que pueden ensamblarse de formas nuevas e interesantes utilizando una interfaz común y predecible.

"Este trabajo muestra que es posible diversificar los sistemas de proteínas que pueden integrarse en dispositivos más allá de los que proporciona la naturaleza, utilizando un enfoque simple logrado puramente a través de la codificación genética, "dijo el Dr. Jones.

El Dr. Jones dijo que el siguiente paso era expandir la paleta de pigmentos fotosintéticos, utilizando proteínas de cianobacterias que contienen pigmentos de bilina que absorben la luz amarilla y naranja, y explorar la vinculación de enzimas a estos nuevos fotosistemas con el fin de utilizar la luz solar para impulsar la catálisis.