發現新細菌蛋白質鍾愛與鑭系元素結合,或可成廢手機金屬回收利器

作者 | 發布日期 2018 年 12 月 20 日 17:59 | 分類 3C手機 , 尖端科技 , 材料 follow us in feedly


稀土金屬在智慧型手機中的地位舉足輕重,科學家回收的興趣也與日俱增。近日賓夕法尼亞州立大學科學家發現了一種新的細菌蛋白質「lanmodulin」,特別喜歡與鑭系元素(屬於稀土金屬)結合,到時或可成為檢測、回收智慧型手機上稀土金屬的利器。

稀土金屬(rare earth metal)是 17 種化學元素的合稱,包括鈧、釔和 15 種鑭系元素,常見用於智慧型手機螢幕、電子產品、電池、雷射等領域。但在生物學上,過去鑭系元素常被認為沒什麼作用。

直到最近,賓夕法尼亞州立大學化學助理教授 Joseph Cotruvo Jr. 、副教授 Scott Showalter 團隊發現,甲基桿菌屬細菌 Methylobacterium extorquens 內有一種新的蛋白質結構 anmodulin,為了要正常發揮某些酶的功能,特別喜歡找鑭系元素結合,容易程度比跟鈣離子結合還要高 1 億倍。

▲ lanmodulin 蛋白質結構。(Source:賓夕法尼亞州立大學

Joseph Cotruvo 指出,蛋白質沒有遇到鑭系元素時,大部分時間無結構性,可一旦鑭系金屬出現,蛋白質就會明確轉變成緊密結構,包含 4 個 EF 手(EF hand),研究人員認為 EF 手結構是 lanmodulin 蛋白質喜歡與鑭系元素結合的關鍵。

鑭系元素常存在於其他金屬中,比如鐵、錳、鋁,我們可以從這些金屬分離出鑭系元素,但經濟性不高,因為過程需使用大量酸才能使其溶於溶液,而較低 pH 值也會降低金屬的親和力,不像 lanmodulin 蛋白質親和力極高。

研究人員將繼續探討 lanmodulin 蛋白質喜歡與鑭系元素結合的選擇性機制,最終或許可以研發出環保的生物科技,從環境中回收稀土金屬。

(首圖來源:pixabay