YACOO: 我国科学家成功合成水裂解生物催化剂

        光合作用下，植物利用太阳能将水裂解，释放出氧气，获得电子、质子的过程是自然界最重要的能量转换和物质转换过程。科学家一直试图模拟这一过程以获得洁净的氢能，但如何制备高效的人工水裂解催化剂一直困扰着他们。
       最近，中科院化学所张纯喜研究小组首次成功合成与光合作用水裂解催化中心类似的人工催化剂，这一工作使人工模拟光合作用迈出了关键一步。这项研究近日在《科学》杂志上发表后，立即受到国际科学界的广泛关注。
        作为性质稳定的物质，水的裂解必须有合适的催化剂参与。经过数十亿年的进化，自然界在光合作用中形成一种被称为“光系统II”的酶，其中的关键结构“水裂解催化中心”便是这种合适的催化剂。
         它是目前人类所知唯一能利用太阳能高效、安全地将水裂解的生物催化剂。然而，科学家对“水裂解催化中心”结构和功能的了解一直进展缓慢，人工合成更无法企及。
         1999年，尚在中科院植物所攻读博士学位的张纯喜通过理论分析预测了该催化中心的结构和催化机理，研究成果发表在《科学通报（英文版）》上。“我的导师匡廷云院士当时问我有多大的把握，我回答她模型是最合理的。合理的，就有可能是对的。”张纯喜向《中国科学报》记者回忆说。
        直到2011年，日本学者最终通过高分辨率光系统II晶体结构研究，确认了“水裂解催化中心”的结构。研究显示，这种催化剂是四个锰离子和一个钙离子及多个氧原子组成的不对称金属簇，外周分布着复杂的配体。其中，关键组分钙离子的结合方式与张纯喜的预测如出一辙。这一进展也带给张纯喜开展相关人工合成研究以极大的信心和希望。
来源：慧聪网