利用大腸桿菌可低成本生產(chǎn)丙烷

　　一個由英國倫敦帝國學(xué)院和芬蘭圖爾庫大學(xué)的科學(xué)家組成的研究小組日前開發(fā)出一種通過大腸桿菌制造丙烷的新技術(shù)。與藻類制油技術(shù)相比，新技術(shù)具有成本低、耗能少、易推廣的特點，未來有望成為一種極富競爭力的清潔能源生產(chǎn)技術(shù)。相關(guān)論文發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。

　　丙烷是一種清潔能源，它價格低廉，溫度適應(yīng)范圍寬，燃燒只形成水蒸氣和二氧化碳，不會對環(huán)境造成污染。目前主要被制成液化石油氣進行儲運和使用，應(yīng)用范圍從野營爐、汽車到大型供熱系統(tǒng)極為廣泛。不過目前丙烷的生產(chǎn)大都來自于原油和天然氣冶煉的副產(chǎn)品，而兩者都是不可再生資源。

　　物理學(xué)家組織網(wǎng)9月3日（北京時間）報道稱，這項由倫敦帝國學(xué)院和圖爾庫大學(xué)進行的聯(lián)合研究通過一種獨特的生物途徑，只需極少的電能，就能用大腸桿菌將脂肪酸轉(zhuǎn)化成丙烷。該研究團隊的最終目標(biāo)是在這個系統(tǒng)中加入光合細菌，免除用電的需要，借助太陽能完成這一轉(zhuǎn)化過程。

　　參與研究的倫敦帝國學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院的帕特里克·瓊斯博士表示，開發(fā)出一種成本低廉、性能優(yōu)異的可再生能源是一項重大挑戰(zhàn)。目前已有用藻類來制造生物柴油的技術(shù)，但該技術(shù)需要大量的能源和資金投入。而丙烷是一種能夠輕松脫離細胞的氣體，并且只需要很少的能量就能使其從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，這樣更易于儲運和使用。選擇大腸桿菌作為宿主生物，則是因為這是一種標(biāo)準(zhǔn)的工程菌，研究較為深入，技術(shù)上比較成熟。

　　為了達成這一設(shè)想，研究人員首先阻斷了大腸桿菌原有的生物過程，并從中刪除了可能產(chǎn)生具有刺鼻氣味的丁酸；而后他們加入了一種名為硫酯酶的酶的變體，它能夠特異性靶向脂肪酸并將其從自然過程中釋放出來；他們借助CAR細菌的幫助下，將丁酸轉(zhuǎn)化成了丁醛。最后，他們加入了一種名為脫甲基醛加氧酶（ADO）的酶，這種酶最近才被發(fā)現(xiàn)，能夠自然產(chǎn)生烴，并最終生產(chǎn)出丙烷。此前也有科學(xué)家試圖單獨通過ADO來生產(chǎn)清潔能源，但最終以失敗告終。新研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)只要通過電子對ADO進行刺激，就能大幅提高其催化能力，并最終生產(chǎn)出丙烷。

　　瓊斯說，目前該研究還處于初級階段，因此丙烷的產(chǎn)量還比較低，但這項驗證性研究為可再生能源的生產(chǎn)提供了一條新途徑，到目前為止，這種由細菌生產(chǎn)出的燃料已經(jīng)能夠直接驅(qū)動發(fā)動機。未來他們還將對生產(chǎn)工藝進行重新設(shè)計和調(diào)整，5到10年內(nèi)有望實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。（王小龍）

來源： 科技日報

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