合成细胞未曾受到研究的一个方向是跨膜电子转移过程，这种跨膜电子转移通常使用光驱动进行质子或离子的传输。

有鉴于此，荷兰莱顿大学Lars J. C. Jeuken等报道工程化构筑了合成细胞，将其称之为纳米反应器，通过[FeFe]-氢酶实现了半人工光合成产氢。

本文要点：

（1）

通过奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis) MR-1型的多血红素跨膜蛋白MtrCAB实现跨膜电子转移。在光照射下，纳米反应器的外部掺氮碳量子点能够将光生电子转移到MtrCAB，随后无需氧化还原介质实现电子结合到H₂ase。在2 h内的光驱动制氢TOF_H2ase达到467±64 h^-1，当加入氧化还原介质MV（甲基紫精），催化活性进一步提升，TOF_H2ase达到880±154 h^-1。

（2）

作者认为MtrCAB向H₂ase的“上升”电子转移限制了催化反应的速率。这种纳米反应器能够作为结构支架，而且分隔半人工光合成反应，为开发纳米粒子-微生物复合体系用于太阳能-化学能转化提供帮助。

参考文献

Huijie Zhang, Jan Jaenecke, Imogen L. Bishara-Robertson, Carla Casadevall, Holly J. Redman, Martin Winkler, Gustav Berggren, Nicolas Plumeré, Julea N. Butt, Erwin Reisner, and Lars J. C. Jeuken*, Semiartificial Photosynthetic Nanoreactors for H₂ Generation, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c12311

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c12311