鐵蛋白（ferritin）的大用：製造永續燃料？

鐵蛋白（ferritin）是細胞中用來儲存鐵的蛋白質，由於鐵對所有的生物都很重要，所以在所有的生物中都可以找得到這個蛋白質。

粒線體的鐵蛋白（Ferritin）。
圖片來源：維基百科

在所有的生物中，鐵蛋白都是由24個單體（構造類似上面的圖）所構成的聚合體（如下圖），脊椎動物中的鐵蛋白聚合體是由分子量較小的「輕」（L）鏈與分子量稍大的「重」（H）鏈構成；兩棲動物還多了「中」（M）鏈。至於植物與細菌則只有一種，在序列上比較近似於脊椎動物的「重」鏈。

鐵蛋白會形成聚合物。圖片來源：維基百科

不論不同生物中的鐵蛋白它的結構如何，共同也是唯一的功能就是攜帶與儲存鐵離子，提供給生物需要的時候使用。不過，最近來自於澳大利亞國立大學（Australian National University，ANU）的研究團隊，將大腸桿菌（E. coli）中的一個含有血色素（heme）的鐵蛋白（因為是細菌的鐵蛋白，所以稱為bacterioferritin）進行改造，使它可以執行類似OEC（oxygen evolving complex）的功能：分解水，產生氧氣、氫離子與電子。關於OEC的更多資料，詳見「看見工作中的OEC」一文。

研究團隊將大腸桿菌的這個鐵蛋白中的血色素做了一些改變。包括以一個受光會活化的色素ZnCe6取代，然後將鐵離子以錳離子（Mn）取代，而這樣產生的新的鐵蛋白（好像應該叫做錳蛋白了），在照光時可以看到電子由ZnCe6附近的酪氨酸（tyrosine）轉移到氧化態的ZnCe6。

當然，這距離真正的OEC的功能還有一段。但是，照光以後可以看到電子的轉移，這也已經是一大步了。只是不知道ZnCe6貴不貴呢？雖然要分離出大腸桿菌的鐵蛋白應該不貴，不過若希望有朝一日真的可以經由電子的傳遞，最後可以產生氫氣，做為永續的燃料，所有環節的價格都應該要列入考慮，尤其是在技術較不發達的國家，包括維護以及修理都是需要好好思考的，不是嗎？

參考文獻：

2014/8/21. Water and sunlight: The formula for sustainable fuel. Science Daily.

Kastoori Hingorani, Ron Pace, Spencer Whitney, James W. Murray, Paul Smith, Mun Hon Cheah, Tom Wydrzynski, Warwick Hillier. 2014. Photo-oxidation of tyrosine in a bio-engineered bacterioferritin ‘reaction centre’—A protein model for artificial photosynthesis. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 1837(10):1821–1834