美国能源部生物科学项目部与美国西北太平洋国家实验室签定一份为期三年，总额为150万美元的合同，以开发研究酶分子机理的新仪器和方法。
细胞内蛋白质纳米机器－酶在能源方面具有许多潜在应用前景，比如氢制造、燃料电池开发和环境治理。但是为了获得这些应用，研究人员们还必须首先填补有关酶作用过程的基础知识。新的研究计划都将氧化还原酶定为研究目标。氧化还原酶是所有生命形态的基础，因为通过细胞内电子转移，氧化还原酶能使细胞内的还原和氧化反应不断循环。
作为研究的第一步，美国西北太平洋国家实验室研究人员计划将一种称之为“循环伏安法”的电气化学方法与单分子光谱学相结合，开发一种新型电气化学单分子分光计。该新型设备将使研究人员能够对基本酶氧化还原反应进行动态研究。
由于酶具有在细胞外不稳定的特性，这使研究人员很难对它展开研究。在前期研究中，美国西北太平洋国家实验室研究人员发明了一种新方法，即将酶诱入一个纳米结构矩阵之中，从而增加酶的稳定性和延长其寿命。
酶将会在纳米结构矩阵中稳定存在，然后将其放入一个微型电化电池之中，这时它会释放出受控电流。由于电流的微小摇晃会影响酶的摧化反应，因此研究人员将对单个酶分子的情况进行观测。研究人员将利用新型电气化学单分子分光计产生的化学信息对催化电子转移过程展开研究。
为了获得必须的酶变异体，研究小组将使用一种新的无细胞方法，而不是传统的蛋白质制造分子方法。独特的机械仪器一天的制造量可以达384个蛋白质或者蛋白质变异体。
首席研究员埃里克·阿克尔曼说，“我们期望此项研究中取得的成果能为我们提供了解摧化反应中电子转移所必须的基础知识。此项研究将在包括生物能源和环境治理在内的许多领域得到应用”。研究小组其它成员还有首席研究员雷陈红、胡德红和查克.温蒂斯。
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