p Os cientistas projetaram e conectaram duas células artificiais diferentes entre si para produzir moléculas chamadas ATP (trifosfato de adenosina). O ATP é a unidade fundamental que todos os seres vivos usam para transportar e fornecer energia para executar processos nas células. Os cientistas desenvolveram um grupo de células artificiais que gera prótons quando exposto à luz. Eles também desenvolveram diferentes células artificiais que contêm uma enzima que pode usar esses prótons para gerar ATP. A equipe então conectou os dois tipos de células. p Este projeto de célula artificial usa minúsculos bastonetes (nanobastões) feitos de prata e ouro para criar uma parede celular biológica semelhante às da natureza. Esses bastonetes contrastam com os lipídios (como gorduras e ácidos graxos) que as células biológicas usam para fazer as paredes celulares. Esses nanobastões respondem à luz de uma forma que acelera a rapidez com que certas proteínas podem produzir prótons.

p Esforços recentes para fazer células artificiais têm membranas embaladas com nanopartículas e montadas em uma cápsula coloidal. A própria substância da membrana oferece vantagens, incluindo poros ajustáveis ​​através dos quais os íons podem passar. Contudo, o material da membrana também pode influenciar processos inerentes de interesse dentro das células artificiais.

p Publicado em Angewandte Chemie International Edition , o estudo, "Protocélulas sintéticas com barreira de luz para geração de gradiente quimiosmótico intensificado por plasma e síntese de ATP" foi projetado para desenvolver uma compreensão de tais efeitos. Pesquisadores do Center for Nanoscale Materials no Argonne National Laboratory, uma instalação de usuário do Departamento de Energia do Escritório de Ciências, criou células artificiais responsivas à luz usando os chamados materiais plasmônicos - nanossistemas que podem interagir com a luz de maneiras únicas - para as cápsulas coloidais.

p Além disso, uma proteína controlada por luz é usada para conduzir um processo de síntese fotoativado. As células artificiais têm um colóide repleto de nanobastões de prata-ouro (Au-Ag) que se automontam em cápsulas. Além disso, os nanobastões Au-Ag atingem uma ressonância de plasmon sob certas condições de luz. A proteína ativada por luz bacteriorodopsina foi então fixada na superfície da cápsula.

p A bacteriorodopsina foi escolhida por sua capacidade de transportar prótons através de uma membrana sob iluminação. A bacteriorodopsina captura a energia da luz, usa essa energia para bombear prótons através da membrana, e converte as diferenças nas concentrações de prótons em energia química.

p O potencial semelhante a células deste projeto foi ainda demonstrado ao alavancar os prótons como "sinais químicos" para desencadear a biossíntese de ATP em uma população de células artificiais coexistentes. No total, as células artificiais funcionam de forma consistente com os objetivos do projeto. A ampla ressonância plasmônica das cápsulas coloidais de Au-Ag aumentou a probabilidade de fotorreação pela proteína ativada por luz, criando assim uma nova "protocélula" sintética controlável por luz.

p O modelo de protocélula sintética oferece oportunidades para o desenvolvimento de sistemas alternativos de conversão de energia solar em química.