海南大學的研究人員設計了一種新型蛋白LSUBP [el-es-ju-bi-pi],以增強從海水中提取鈾的能力。這為獲取鈾提供了一種替代方法,鈾是核能生產的關鍵元素。海水中含有約45億噸鈾,是一種幾乎取之不盡的資源。
從海水中提取鈾的複雜之處在於其濃度低以及來自其他溶解金屬離子的競爭。由於效率低和結合能力差,現有的基於吸附的材料的成功有限。科學家們通過靶向突變設計了LSUBP,並加入了雙重鈾酰結合位點。
結構分析證實,重新設計的蛋白質保留了其原始構象。研究人員構建了包含工程蛋白的交聯水凝膠纖維。由此產生的纖維表現出卓越的耐久性,這對於在海水中實際部署至關重要。
交聯的LSUBP纖維在天然海水中顯示出每克25.60毫克的鈾吸附能力。分子對接研究驗證了雙重鈾酰結合位點的有效性。這些研究表明,對LSUBP蛋白進行的修改有效地促進了高水平的吸附能力。
首席研究員寧王表示,富含α-螺旋[alpha-helical]結構的蛋白質可以作為設計多個鈾酰結合位點的理想平台。這種方法闡明了開發旨在提取其他重要金屬離子的先進材料的潛在途徑。該研究發表在《國家科學評論》上。