新发现为高滴度生产滴入式生物燃料开辟了新途径

 

奥胡斯大学和麻省理工学院的研究人员利用一种不寻常的依赖光的酶和一种新发现的酶机制，使生物合成的高产工业相关生产气候中性的完全替代燃料从生物废物。

 

一种特殊的依赖光的酶，大约在三年前首次被发现，杏耀是一项新的科学发现的焦点，它使从生物质中高产地生产dropin生物燃料成为可能。

 

奥尔胡斯大学和麻省理工学院的工程师们已经在《自然通讯》杂志上发表了一项研究，他们已经证明，在这种生物质到生物燃料的转化过程中，酶的过程的最初假设实际上是错误的。

 

这一发现使研究人员能够成功地从葡萄糖中合成接近工业标准的绿色燃料，即每升1.47克。

 

这种依赖光的酶，来源于微藻，具有一种特殊的特性，它可以将脂肪酸脱羧成烷烃(从而将纤维素生物质转化为droin生物燃料)，而蓝光是唯一的能量来源。

 

研究人员将这种酶人工注入产油耶氏酵母的细胞中，从而改造其代谢。酵母将来自生物质的葡萄糖合成为脂类(特别是游离脂肪酸和脂肪酸酰辅酶)，然后通过一种称为脂肪酸光脱羧酶(简称FAP)的代谢反应将脂类转化为烷烃。

 

但自从发现这种酶以来，人们一直认为游离脂肪酸是这种酶在FAP过程中的首选反应物。大量的游离脂肪酸将导致更高产量的生物燃料生产。

 

然而,错误的。

 

“在我们的研究中，我们已经证明了脂肪酸辅酶a——而不是游离脂肪酸——是这种依赖光的酶的首选反应物。这一发现已经成功地应用于我们的研究中，将89%的脂肪酰基辅酶a代谢成烷烃，从葡萄糖中提取的滴度达到1.47 g/l，”奥尔胡斯大学的助理教授Bekir Engin Eser说。

 

今天，主要的基于油化学成分的完全替代燃料是通过使用高能化学处理方法将“常规”油化学成分如植物油、废弃食用油、牛脂和其他脂类转化为碳氢化合物(主要是烷烃)而生产出来的。

 

然而，以足够低的成本采购大量或多或少可持续的脂质原料，从而实现可盈利的生物燃料生产仍然是一个挑战，严重限制了该生产平台的扩张。此外，这种生产正在与粮食供应竞争。

 

生物合成是一种廉价和可持续的解决方案，它的生产是基于纤维素生物质的转化——地球上最丰富的可再生自然生物资源。

 

然而，从脂肪酸中生物合成烷烃并非酵母菌的天然代谢途径，因为烷烃对细胞是有毒的。因此，研究人员利用特殊的酶来实现这一目的， 登录杏耀手机客户端，并将相应的基因编码到酵母细胞中。

 

这一新发现可能是dropin燃料生物合成方面的突破，杏耀平台因为研究人员首次使用这一过程，利用新知识在与未来工业生产相关的水平上合成绿色燃料:

 

“以前的代谢工程研究的目标是使被改造细胞中的游离脂肪酸浓度最大化。但现在，有了这个发现，我们知道需要最大化的是脂肪酰基辅酶a。这对于合成生物学的应用来说是一个重要的消息，我们现在可以开始最大化脂肪酰基辅酶a进入这个工程代谢途径，在未来达到更高的滴度，”奥尔胡斯大学的副教授Zheng Guo说。