用于从海水中提取铀的蛋白质
来自芝加哥大学，北京大学和阿贡国家实验室的一组研究人员设计了一种蛋白质复合物，该蛋白质复合物可有效结合溶于水中的铀。通过计算方法计算出遗传编码的结构，但通过实验证实了其性质（《自然化学》上的文章）。这是使用天然蛋白质构建的细菌系统从海水中提取铀时的第一个已知证明。据报道，与现有的从海洋中提取铀的方法相比，发明的蛋白质更便宜，更有效。可广泛应用于工业和能源领域。而且，可以修改生物系统以低浓度结合其他离子，即用于提取和其他类似物质。铀在替代碳氢燃料方面发挥着重要作用。同时，地球上的铀储量有限。据科学家称，海洋中溶解的铀比陆地沉积物中溶解的铀高1000倍。不幸的是，它以可溶性铀酰（UO 2 2+）的形式存在-一种双正电荷的U（VI）离子，浓度很低，每10 9约为〜3.2颗粒（〜13.7 nM）。铀酰与碳酸根和其他阴离子结合。在海水中，许多其他金属离子的浓度更高，这使得铀的分离和选择性结合的任务极为困难。但是，科学家们能够使用生物信息学方法解决此问题。在自然界中，没有结合铀酰的蛋白质，但是研究人员使用计算筛选来搜索具有指定特性的合成蛋白质-使其可以结合铀酰。这样的蛋白质就能计算出来。在筛选过程中，科学家从蛋白质数据库中提取了蛋白质。当他们找到远程合适的候选人时，他们将他优化到所需状态。一种称为超级铀酰结合蛋白（SUP）的耐热蛋白可将铀与解离常数K有效结合d = 7.4飞摩尔，选择性强（对其他金属离子的选择性超过10,000倍）。SUP的一般结构和提供铀酰分离的蛋白质片段静电表面电路SUP：蓝色对应于带正电的区域，红色对应于带负电的区域计算模型（紫色）和SUP的晶体结构（蓝色）的比较在实验过程中，SUP提取了30％至60％溶于人造海水的铀酰。如果能从海洋中获得如此数量的铀，那么铀缺乏的问题将解决许多世纪。Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN382845/
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