Enhancing photosynthetic CO2 fixation by assembling metal-organic frameworks on Chlorella pyrenoidosa

蛋白核小球藻 固碳 光合作用 鲁比斯科 羧化 光合效率 化学 生物量(生态学) 环境科学 小球藻 植物 生物 藻类 生物化学 农学 催化作用
作者
Dingyi Li,Hong Dong,Xupeng Cao,Wangyin Wang,Can Li
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:14 (1) 被引量:1
标识
DOI:10.1038/s41467-023-40839-0
摘要

The CO2 concentration at ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) is crucial to improve photosynthetic efficiency for biomass yield. However, how to concentrate and transport atmospheric CO2 towards the Rubisco carboxylation is a big challenge. Herein, we report the self-assembly of metal-organic frameworks (MOFs) on the surface of the green alga Chlorella pyrenoidosa that can greatly enhance the photosynthetic carbon fixation. The chemical CO2 concentrating approach improves the apparent photo conversion efficiency to about 1.9 folds, which is up to 9.8% in ambient air from an intrinsic 5.1%. We find that the efficient carbon fixation lies in the conversion of the captured CO2 to the transportable HCO3- species at bio-organic interface. This work demonstrates a chemical approach of concentrating atmospheric CO2 for enhancing biomass yield of photosynthesis.
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