稀土金属在智能手机中的地位举足轻重,科学家回收的兴趣也与日俱增。近日宾夕法尼亚州立大学科学家发现了一种新的细菌蛋白质“lanmodulin”,特别喜欢与镧系元素(属于稀土金属)结合,到时或可成为检测、回收智能手机上稀土金属的利器。
稀土金属(rare earth metal)是17 种化学元素的合称,包括钪、钇和15 种镧系元素,常见用于智能手机屏幕、电子产品、电池、激光等领域。但在生物学上,过去镧系元素常被认为没什么作用。
直到最近,宾夕法尼亚州立大学化学助理教授joseph cotruvo jr. 、副教授scott showalter 团队发现,甲基杆菌属细菌methylobacterium extorquens 内有一种新的蛋白质结构anmodulin,为了要正常发挥某些酶的功能,特别喜欢找镧系元素结合,容易程度比跟钙离子结合还要高1 亿倍。
lanmodulin 蛋白质结构。 (source:宾夕法尼亚州立大学)
joseph cotruvo 指出,蛋白质没有遇到镧系元素时,大部分时间无结构性,可一旦镧系金属出现,蛋白质就会明确转变成紧密结构,包含4 个ef 手(ef hand),研究人员认为ef 手结构是lanmodulin 蛋白质喜欢与镧系元素结合的关键。
镧系元素常存在于其他金属中,比如铁、锰、铝,我们可以从这些金属分离出镧系元素,但经济性不高,因为过程需使用大量酸才能使其溶于溶液,而较低ph 值也会降低金属的亲和力,不像lanmodulin 蛋白质亲和力极高。
研究人员将继续探讨 lanmodulin 蛋白质喜欢与镧系元素结合的选择性机制,最终或许可以研发出环保的生物科技,从环境中回收稀土金属。