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燃料可持续不用愁:异源酶嵌入脂肪酸合酶就行啦

2017-10-11 来源:互联网

科学家首次通过将异源酶嵌入真菌脂肪酸合酶的反应室,介入脂肪酸合成以生产中短链脂肪酸和甲基酮来生产可持续燃料。

科学家们研究出了可持续生产的生物燃料。瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员一直在努力设计酵母细胞工厂,使其可以替代汽油和喷气燃料成为可持续生产的燃料。最近,他们发现通过改性脂肪酸合酶(FAS)产生新物质的新方法,离目标又近了一步。该项工作发表在了期刊 Nature Chemical Biology上。

该研究的第一作者Zhiwei Zhu博士后这样说道:“这种酶通常用来合成长链脂肪酸,但我们现在将其改性使其可以合成中链脂肪酸和甲基酮,这是运输燃料的组成成分。换句话说,我们现在能够在酵母细胞工厂生产汽油和喷气燃料的替代物,这是前所未有的。”诺贝尔奖得主者生物化学家Fredor Lynen首次发现了FAS酶,近年来研究人员都未能对其进行改性。Zhu说:“事实上,科学界认为这种酶不太容易被处理。”

研究人员偶然间发现拥有两个酰基载体蛋白结构域的脂肪酸合酶,这种酶可以用来生产生物燃料。

Zhu等人首次尝试改变这种脂肪酸合酶的结构,通过一个异源酶取代它的酰基载体蛋白区域以改变其特性,取得了惊人的效果。将这种改性方法运用到其他真菌脂肪酸合成酶中也是可行的。

真菌I型脂肪酸合酶是有两个相同的反应室的巨型酶,酰基载体蛋白结构域在基底和嵌在反应室壁上的催化活性点间来回移动。研究者通过将异源酶嵌合在反应室中,将酰基-ACP/COA从常规脂肪酸转向中短链脂肪酸和甲基酮。

Zhu希望能深入了解这种改性后的新型真菌脂肪酸合酶的生化和结构基础。研究团队下一步将专注于使用改性酶建立酵母细胞工厂,使用葡萄糖生产化学物质和燃料。他们已经申请了一项发明专利,并且专门建立酵母细胞工厂的Biopetrolia生物工程公司也密切参与,以促进技术发展使其经济可行。

原文链接:Yeast Cell Factories Key to Sustainable Alternative Fuels.

文献链接:Expanding the product portfolio of fungal type I fatty acid synthases