来自中国和德国的一组研究人员发现了一种可以将氧气和水转化为电能的酶，为可再生能源和生物技术应用开辟了新的可能性。
它是如何作用的？
这种酶称为细胞色素 c 氧化酶 (cytochrome c oxidase, CcO)，是粒线体呼吸链的一部分，粒线体是为细胞产生能量的胞器。CcO 催化氧气还原成水，在此过程中释放质子和电子。研究人员发现，通过将 CcO 附着到金电极上，他们可以捕获这些电子并产生电流。
研究人员使用一种称为单分子力谱 (SMFS) 的技术来测量 CcO 在不同氧气浓度和施加力下的电学特性。他们发现 CcO 可以在两种运行模式之间切换：一种是产生更多电流但电压更低的高氧模式，另一种是产生更少电流但电压更高的低氧模式。
研究人员还发现，CcO 可以根据其环境中的氧气水平和机械应力来调整其活性。这意味着 CcO 可以感知并响应周围环境的变化，使其成为一种智能且适应性强的生物电子设备。
有什么影响？
CcO 将空气转化为电能的能力在各个领域具有多种潜在应用。例如，CcO 可用作生物感应器，用于检测生物样品或环境中的氧气水准。它还可以用作生物燃料电池，为植入式医疗设备或可穿戴电子设备提供动力。此外，CcO 可以与其他酶或生物分子集成，以创建具有增强功能和性能的新型生物电子系统。
研究人员希望他们的发现能够激发对 CcO 和其他酶的进一步研究，这些酶可以从空气、水或阳光等自然资源中获取能量。他们也希望这些努力将有助于开发有益于社会和环境的绿色和永续技术。
数据源： Futurism 、 Phys Org 、 Manila Shaker 、 Nature
本文初稿为 INSIDE 使用 AI 编撰。
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