MedElevator Войти в исследования
← Поиск публикаций

DOI 10.1038/s41467-026-76902-9

Медицинская библиотека · Nature communications · 2026

Interface-engineered iron single-atom biohybrids for efficient CO2-to-bioplastic conversion.

Ni Sulin, Xia Dong, Chen Can, Qiu Cheng, Li Youzhi, Yang Bin, Hou Yang, Lei Lecheng, Mao Zhengwei, Li Zhongjian

СтатьяПеревод в очереди

Аннотация

A hybrid system combining water electrolysis and H2 autotrophic microorganism enables sustainable CO2 valorization, but is hindered by low H2 bioavailability and sluggish hydrogenase kinetics. Here, we report an interface-engineered inorganic-biological biohybrid, constructed by covalently anchoring iron single-atom catalysts (ISA) onto Cupriavidus necator (C.N@ISA) via click chemistry. The ISA anchored interface generates a localized H2-rich microenvironment, accelerates H2 dissociation, while the synergy between ISA and polyethylene glycol-phenylboronate linker stabilizes the inorganic-biological hybrid interface and promotes electron/proton transfer across microbial membrane. These coupled effects boost reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) regeneration and adenosine triphosphate (ATP) synthesis. In addition, ISA exhibits nanozyme-like activity, scavenging reactive oxygen species to protect cell viability. As a result, C.N@ISA achieves CO2-to-bioplastic poly-β-hydroxybutyrate production of 1058.8 mg L-1 with a Faradaic efficiency of 42.0%. Integrating theoretical calculations, electrochemical analysis, and transcriptomics confirms that ISA simultaneously enriches and activates H2 while reinforcing intracellular metabolism, offering a generalizable strategy for carbon-negative biomanufacturing.

Для цитирования: Ni Sulin, Xia Dong, Chen Can, Qiu Cheng, Li Youzhi, Yang Bin, Hou Yang, Lei Lecheng, Mao Zhengwei, Li Zhongjian. Interface-engineered iron single-atom biohybrids for efficient CO2-to-bioplastic conversion.. Nature communications. 2026. DOI: 10.1038/s41467-026-76902-9.

Предметные рубрики MeSH

Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.