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科学家发现废手机稀土元素回收利器:只爱镧系的细菌蛋白

时间:2019-01-17 作者: Emma stein Technews 阅读:
稀土金属在智能手机中的地位举足轻重,科学家回收的兴趣也与日俱增。近日宾夕法尼亚州立大学科学家发现了一种新的细菌蛋白质“lanmodulin”,特别喜欢与镧系元素(属于稀土金属)结合...

稀土金属在智能手机中的地位举足轻重,科学家回收的兴趣也与日俱增。近日宾夕法尼亚州立大学科学家发现了一种新的细菌蛋白质“lanmodulin”,特别喜欢与镧系元素(属于稀土金属)结合,到时或可成为检测、回收智能手机上稀土金属的利器。zMQEETC-电子工程专辑

稀土金属(rare earth metal)是17种化学元素的合称,包括钪、钇和 15 种镧系元素,常见用于智能手机屏幕、电子产品、电池、雷射等领域。但在生物学上,过去镧系元素常被认为没什么作用。zMQEETC-电子工程专辑

直到最近,宾夕法尼亚州立大学化学助理教授 Joseph Cotruvo Jr. 、副教授 Scott Showalter 团队发现,甲基杆菌属细菌 Methylobacterium extorquens 内有一种新的蛋白质结构 anmodulin,为了要正常发挥某些酶的功能,特别喜欢找镧系元素结合,容易程度比跟钙离子结合还要高1亿倍。zMQEETC-电子工程专辑
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▲ lanmodulin 蛋白质结构。(Source:宾夕法尼亚州立大学)zMQEETC-电子工程专辑

Joseph Cotruvo 指出,蛋白质没有遇到镧系元素时,大部分时间无结构性,可一旦镧系金属出现,蛋白质就会明确转变成紧密结构,包含4个 EF手(EF hand),研究人员认为 EF手结构是lanmodulin 蛋白质喜欢与镧系元素结合的关键。zMQEETC-电子工程专辑

镧系元素常存在于其他金属中,比如铁、锰、铝,我们可以从这些金属分离出镧系元素,但经济性不高,因为过程需使用大量酸才能使其溶于溶液,而较低 pH值也会降低金属的亲和力,不像lanmodulin蛋白质亲和力极高。zMQEETC-电子工程专辑

研究人员将继续探讨 lanmodulin 蛋白质喜欢与镧系元素结合的选择性机制,最终或许可以研发出环保的生物科技,从环境中回收稀土金属。zMQEETC-电子工程专辑

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