searchers from the University of Ea

searchers from the University of East Anglia (UEA) are a step closer to enhancing the generation of clean energy from bacteria.
Related Articles
Mobile phone
Battery (electricity)
Wind power
Electrical conduction
Neuron
Wind turbine
A report published today shows how electrons hop across otherwise electrically insulating areas of bacterial proteins, and that the rate of electrical transfer is dependent on the orientation and proximity of electrically conductive 'stepping stones'.
It is hoped that this natural process can be used to improve 'bio batteries' which could produce energy for portable technology such as mobile phones, tablets and laptops -- powered by human or animal waste.
Many micro-organisms can, unlike humans, survive without oxygen. Some bacteria survive by 'breathing rocks' -- especially minerals of iron. They derive their energy from the combustion of fuel molecules that have been taken into the cell's interior.
A side product of this reaction is a flow of electricity that can be directed across the bacterial outer membrane and delivered to rocks in the natural environment -- or to graphite electrodes in fuel cells.
This means that the bacteria can release electrical charge from inside the cell into the mineral, much like the neutral wire in a household plug.
The research team looked at proteins called 'multi-haem cytochromes' contained in 'rock breathing' bacteria such as species of Shewanella.
Lead researcher Prof Julea Butt, from UEA's School of Chemistry and School of Biological Sciences said: "These bacteria can generate electricity in the right environment.
"We wanted to know more about how the bacterial cells transfer electrical charge -- and particularly how they move electrons from the inside to the outside of a cell over distances of up to tens of nanometres.
"Proteins conduct electricity by positioning metal centres -- known as haems -- to act in a similar way to stepping stones by allowing electrons to hop through an otherwise electrically insulating structure. This research shows that these centres should be considered as discs that the electrons hop across.
"The relative orientation of neighbouring centres, in addition to their proximity, affects the rates that electrons move through the proteins.
"This is an exciting advance in our understanding of how some bacterial species move electrons from the inside to the outside of a cell and helps us understand their behaviour as robust electron transfer modules.
"We hope that understanding how this natural process works will inspire the design of bespoke proteins which will underpin microbial fuel cells for sustainable energy production."
The research was funded by the Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) and performed in collaboration with researchers at University College London, UK and the Pacific Northwest National Laboratory, USA.
'Multi-haem cytochromes in Shewanella oneidensis MR-1: structures, functions and opportunities' is published in the Journal of the Royal Society Interface on November 19, 2014.

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ค้นหาจาก มหาวิทยาลัยอีสต์แองเกลีย ( uea ) เป็นขั้นตอนที่ใกล้ชิดกับการเสริมสร้างการสร้างพลังงานสะอาดจากแบคทีเรีย บทความ


โทรศัพท์มือถือแบตเตอรี่ ( ไฟฟ้า )


เซลล์ประสาทการนำไฟฟ้าพลังงานลมกังหันลม

รายงานที่เผยแพร่ในวันนี้แสดงให้เห็นว่าอิเล็กตรอนที่กระโดดข้ามมิฉะนั้นไฟฟ้าฉนวนพื้นที่โปรตีนของแบคทีเรียและอัตราการถ่ายโอนไฟฟ้าขึ้นอยู่กับทิศทางและความใกล้ชิดของกระแสไฟฟ้า electrically ' stepping หิน ' .
ก็หวังว่ากระบวนการธรรมชาติ นี้สามารถใช้เพื่อปรับปรุง ' แบตเตอรี่ ' ไบโอเทคโนโลยีซึ่งสามารถผลิตพลังงานแบบพกพา เช่น โทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ตและแล็ปท็อป -- ขับเคลื่อนโดยของเสียของมนุษย์หรือสัตว์ .
หลาย จุลินทรีย์สามารถ ซึ่งแตกต่างจากมนุษย์อยู่รอดได้โดยปราศจากออกซิเจน แบคทีเรียบางชนิดรอด ' หายใจ ' -- โดยเฉพาะอย่างยิ่งหินแร่เหล็ก พวกเขาได้รับพลังงานจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงที่ถูกถ่ายลงในภายในของเซลล์
ด้านผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยานี้ คือ การไหลของกระแสไฟฟ้าที่สามารถกำกับผ่านเมมเบรนชั้นนอกแบคทีเรียและส่งมอบให้กับหินในธรรมชาติ -- หรือแกรไฟต์ electrodes ในเซลล์เชื้อเพลิง .
หมายความว่าแบคทีเรียสามารถปล่อยประจุไฟฟ้าจากภายในเซลล์เป็นแร่ เหมือนลวดที่เป็นกลางในบ้าน เสียบ .
ทีมวิจัยมองโปรตีนที่เรียกว่า ' แฮม ' ' ไซโตโครมหลายที่มีอยู่ในหินหายใจแบคทีเรียเช่นชนิดของ shewanella .
นักวิจัยตะกั่ว ดร julea ก้นจาก uea เรียนเคมีและโรงเรียนวิทยาศาสตร์ชีววิทยากล่าวว่า แบคทีเรียเหล่านี้สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม
" เราต้องการทราบเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการเซลล์แบคทีเรียการถ่ายโอนประจุไฟฟ้า -- และโดยเฉพาะอย่างยิ่งวิธีการที่พวกเขาย้ายอิเล็กตรอนจากภายในสู่ภายนอกเซลล์มากกว่าระยะทางถึง 10 นาโนเมตร .
" โปรตีนเนินไฟฟ้าโดยศูนย์โลหะตำแหน่ง -- ที่รู้จักกันเป็น haems -- การกระทำในทางที่คล้ายกับหินก้าวโดยให้อิเล็กตรอนจะกระโดดผ่านมิฉะนั้นไฟฟ้าฉนวนโครงสร้าง งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าศูนย์เหล่านี้ควรพิจารณาเป็นแผ่นดิสก์ที่อิเล็กตรอนที่กระโดดข้าม .
" ปฐมนิเทศสัมพันธ์ศูนย์ใกล้เคียง นอกจากความใกล้ชิดของพวกเขามีผลต่ออัตราที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านโปรตีน .
" นี้เป็นล่วงหน้าที่น่าตื่นเต้นในความเข้าใจของวิธีการบางชนิดของแบคทีเรียย้ายอิเล็กตรอนจากภายในสู่ภายนอกของเซลล์ และช่วยให้เราเข้าใจพฤติกรรมของพวกเขาเป็นที่แข็งแกร่งอิเล็กตรอนโอน
โมดูล" เราหวังว่าความเข้าใจวิธีการทำงานกระบวนการธรรมชาตินี้จะสร้างแรงบันดาลใจการออกแบบ bespoke โปรตีนซึ่งจะหนุนเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์เพื่อการผลิตพลังงานที่ยั่งยืน . "
งานวิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจากสภาวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพและวิทยาศาสตร์ชีวภาพ ( bbsrc ) และดำเนินการในความร่วมมือกับนักวิจัยของมหาวิทยาลัยคอลเลจ ลอนดอนสหราชอาณาจักรและห้องปฏิบัติการแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ สหรัฐอเมริกา
'multi-haem ไซโตโครมใน shewanella oneidensis mr-1 : โครงสร้าง หน้าที่ และโอกาส " ตีพิมพ์ในวารสารของราชสมาคมในอินเตอร์เฟซที่พฤศจิกายน 19 , 2014