沈建仁团队成功拍到光合作用“从水到氧”过程

日本冈山大学教授沈建仁等人成功捕捉到了负责植物光合作用的蛋白质中存在的催化剂吸收水分子的瞬间。有可能有助于人工再现光合作用的技术开发，进而制造出有用物质。研究成果发表在英国科学杂志《自然》上。

冈山大学的教授沈建仁以研究光合作用而闻名(冈山市)

沈教授在2011年发现了负责光合作用的蛋白质的晶体结构，还被提名为诺贝尔奖候选人。光合作用是指植物和藻类利用阳光分解水和二氧化碳、产生能量和氧气的反应。名为“光系统Ⅱ”的约20个蛋白质与叶绿素组成的复合体吸收光能，从水分子中分离电子和氢离子，形成氧气分子的过程是光合作用的开始。研究团队此前捕捉到水分子被光系统Ⅱ吸收之后的情形，但不知道这一过程中发生了什么。

研究团队在X射线激光设施“SACLA”(兵库县)中，利用持续数十飞秒(femto second，是1秒的1000万亿分之一)的X射线进行闪光拍摄，捕捉到了光系统Ⅱ蛋白质的快速活动。用可见光照射蛋白质，在促进反应的同时，通过X射线照射分析了吸收水分子后立体结构发生变化的情形。

圆形的大型放射光设施“SPring-8”和直线型的X射线自由电子激光设施“SACLA”(兵库县佐用町)

沈教授表示，今后将对光系统Ⅱ的最后一步，也就是出现氧分子的过程进行分析。如果能解析植物的光合作用，并应用其原理，或有望实现人工光合作用。