光酶是罕见的生物催化剂，将光能转化为化学能。脂肪酸光脱羧酶(fap)是一种天然的光酶，存在于微藻(如小球藻)中，在碳氢化合物的生物合成中具有潜在的应用价值，但其作用机制还远未被完全理解。
近日，《科学》报道，法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、欧洲同步辐射装置加速器等机构的研究人员组成的研究团队对fap光驱动碳氢化合物的形成进行了详细和全面的描述，该研究有望促进绿色化学的发展。
fap已经在2017年被发现能够利用光能从微藻产生的脂肪酸中产生碳氢化合物。为了阐明fap的作用机制，此次实验中，研究者结合先进的技术(包括静态和动态晶体学、光谱学、生物化学和计算方法)来对比研究小球藻的野生型和突变体的活性位点残基改变。研究表明，fap被照射并吸收光子，电子在300皮秒内从藻类产生的脂肪酸中被剥离，将该脂肪酸解离成烃前体和二氧化碳，产生的大部分二氧化碳在100纳秒内转化为碳酸氢盐。该过程需要光但不妨碍光合作用：吸收光子的fap内的黄素分子弯曲，这种构象将分子的吸收光谱移向红色，不占用微藻光合作用的光子。
该研究将有助于扩大绿色化学的工具箱，为利用生物体自然产生的脂肪酸可持续生产生物燃料开辟了新的机会，也有望推动绿色化学生产精细化学、化妆品和药剂学的高附加值化合物。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1126/science.abd5687