利用大腸桿菌可低成本生產丙烷

　　一個由英國倫敦帝國學院和芬蘭圖爾庫大學的科學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。與藻類制油技術相比，新技術具有成本低、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技術。相關論文發(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大都來自于原油和天然氣冶煉的副產品，而兩者都是不可再生資源。

　　物理學家組織網9月3日（北京時間）報道稱，這項由倫敦帝國學院和圖爾庫大學進行的聯(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化成丙烷。該研究團隊的最終目標是在這個系統(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化過程。

　　參與研究的倫敦帝國學院生命科學學院的帕特里克·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，但該技術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準的工程菌，研究較為深入，技術上比較成熟。

　　為了達成這一設想，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)，能夠自然產生烴，并最終生產出丙烷。此前也有科學家試圖單獨通過ADO來生產清潔能源，但最終以失敗告終。新研究中，科學家們發(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，并最終生產出丙烷。
　

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

來源： 科技日報

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