海南大学の研究者たちは、海水からのウラン抽出を強化するために、新規タンパク質LSUBP [el-es-ju-bi-pi]を開発しました。これは、原子力エネルギー生産に不可欠な元素であるウランを調達するための代替手段を提供します。海水には約45億トンのウランが含まれており、事実上無尽蔵の資源です。
海水からのウラン抽出は、その低濃度と他の溶解金属イオンとの競合によって複雑になります。既存の吸着ベースの材料は、効率の低さと結合能力の低さのために、限られた成功しか収めていません。科学者たちは、二重のウラニル結合部位を組み込んだ、標的変異を持つLSUBPを設計しました。
構造解析により、再設計されたタンパク質が元のコンフォメーションを保持していることが確認されました。研究者たちは、遺伝子組み換えタンパク質を含む架橋ヒドロゲル繊維を構築しました。得られた繊維は、海水抽出における実用的な展開に不可欠な、並外れた耐久性を示しました。
架橋LSUBP繊維は、天然海水中でグラムあたり25.60 mgのウラン吸着能力を示しました。分子ドッキング研究は、二重ウラニル結合部位の有効性を検証しました。これらの研究は、LSUBPタンパク質に組み込まれた修飾が高レベルの吸着能力を積極的に促進することを示しました。
主任研究員のNing Wangは、αヘリックス[アルファヘリックス]構造が豊富なタンパク質は、複数のウラニル結合部位を設計するための理想的なプラットフォームとして機能する可能性があると述べました。このアプローチは、他の必須金属イオンを抽出することを目的とした高度な材料を開発するための潜在的な経路を明らかにします。この研究は、National Science Reviewに掲載されています。