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皓天鑫
科學家在一項新的研究中報告稱，通過給轉基因大腸桿菌喂食葡萄糖，然后幫助把它變成汽油中的分子。這聽起來像是現代的“煉金術”：將糖轉化為汽油中的碳氫化合物。但這正是科學家所做的。
在《自然-化學》雜志的一項研究中，研究人員報告了利用生物學和化學的奇跡將葡萄糖(一種糖)變成烯烴(一種碳氫化合物，是構成汽油的幾種分子之一)。
該項目由紐約州立大學布法羅分校的生物化學家王真和加利福尼亞大學伯克利分校的Michelle C. Y. Chang領導。
該論文于2021年11月22日發表，標志著創造可持續生物燃料的努力取得了進展。
王真說，烯烴在目前生產的汽油分子中只占很小的比例，但該團隊開發的工藝很可能在未來被調整，以生成其他類型的碳氫化合物，包括汽油的一些其他成分。她還指出，烯烴具有非燃料用途，因為它們被用于工業潤滑油和作為制造塑料的前體。
為了完成這項研究，研究人員首先將葡萄糖喂給不會對人類健康構成威脅的大腸桿菌菌株。“這些微生物是糖癮者，甚至比我們的孩子更糟糕，”王真開玩笑說。
實驗中的大腸桿菌經過基因工程改造，能夠產生一套四種酶，將葡萄糖轉化為稱為3-羥基脂肪酸的化合物。當這些細菌消耗葡萄糖時，它們也開始制造脂肪酸。
為了完成轉化，研究小組使用一種叫做五氧化二鈮(Nb2O5)的催化劑，在一個化學過程中去掉脂肪酸中不需要的部分，產生最終產品：烯烴。
科學家們通過試驗和錯誤確定了酶和催化劑，測試了具有適合手頭任務的特性的不同分子。
研究人員說：“我們把生物學能做的最好的東西和化學能做的最好的東西結合起來，我們把它們放在一起，創造了這個兩步的過程。使用這種方法，我們能夠直接從葡萄糖中制造烯烴。”
"從葡萄糖這樣的可再生資源中制造生物燃料，對推進綠色能源技術有很大的潛力，"王真說。
"葡萄糖是由植物通過光合作用產生的，光合作用將二氧化碳和水變成氧氣和糖。因此，葡萄糖中的碳--以及后來的烯烴--實際上是來自于從大氣中抽出的二氧化碳，"王真解釋說。
然而，還需要更多的研究來了解這種新方法的好處，以及它是否可以有效地擴大規模，用于制造生物燃料或其他用途。首先需要回答的一個問題是生產烯烴的過程消耗多少能源；如果能源成本太高，該技術將需要進行優化，以便在工業規模上實用。
科學家們還對提高產量感興趣。王真說，目前，需要100個葡萄糖分子才能產生大約8個烯烴分子。她希望改善這一比例，重點是“哄騙”大腸桿菌，使其為每克葡萄糖生產更多的3-羥基脂肪酸。
浙公網安備 33010602000006號
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