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2025 article

Insights into the Direct Photoelectron Transfer Mechanism in Cofactor-free Redox Carbon Dots and Cytochrome c Nitrite Reductase Biohybrids Responsible for Ammonia Synthesis

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Rattachement africain : cn, md, de. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Highly efficient NH 3 production has been reported to be achieved by photosensitizing Shewanella oneidensis MR-1 using carbon dots (CDs). During this process, cytochrome c nitrite reductase (NrfA) is regarded as the rate-limiting enzyme. However, the precise electron transfer mechanism between CDs and NrfA remains unclear. Herein, a hybrid photosynthetic system composed of NrfA and redox CDs (NrfA/R-CDs) was constructed, achieving a maximum NH 3 production rate of 12.5 ± 1.1 μmol (NH 3 )·mg –1 (NrfA)·h –1 . R-CDs with aromatic ketone groups could store photoinduced electrons, enhancing carrier separation efficiency. These stored photoelectrons were capable of being directly transferred to NrfA without the need of cofactors. Even under dark conditions, direct electron transfer occurred from the stored photoelectrons in R-CDs to NrfA, providing an indirect illumination approach to reduce phototoxicity to NrfA. Molecular docking and dynamics simulations demonstrated the formation of a stable complex between the heme 2 region of NrfA and R-CDs. The short distance (10 Å) and π-electronic interactions between R-CDs and heme 2 facilitated the direct electronic transfer process. This study provides a comprehensive understanding of the interfacial photoelectron transfer mechanism and guidelines for constructing nanomaterials with photoelectron storage and release properties.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Insights into the Direct Photoelectron Transfer Mechanism in Cofactor-free Redox Carbon Dots and Cytochrome <i>c</i> Nitrite Reductase Biohybrids Responsible for Ammonia Synthesis
Date Crossref
28/03/2025
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Advanced Photocatalysis TechniquesCarbon and Quantum Dots ApplicationsAmmonia Synthesis and Nitrogen Reduction

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