来自纤维素的经济生物燃料。免费技术图书馆新闻

来自纤维素的经济生物燃料

27.06.2015

生物技术专家的一个美好梦想是从纤维素中提取经济的生物燃料。当然，锯末和其他垃圾应该用于生物燃料，而不是木材。如您所知，纤维素是葡萄糖的聚合物，但是，它是 β-葡萄糖，而不是 α-葡萄糖，它是糖和淀粉的一部分，但细菌或酵母菌很可能从中制造一些醇或其他具有能量价值的分子. 这将比将潜在的食品原材料用于燃料更有利可图。然而，很难将纤维素分解成单体；与淀粉块茎不同，植物体和木材营养不良并非没有原因。这是通往生物燃料的瓶颈。

但是自然界中有些人吃木头，就像一些细菌一样。如果他们吃东西，那么他们就知道如何分解纤维素。好氧（嗜氧）微生物在游离酶分子的帮助下做到这一点，而生活在无氧环境中的厌氧微生物则使用称为“纤维素体”的酶复合物。裂解葡萄糖分子之间的键的纤维素酶和附着在纤维素上的特定蛋白质被组装成比游离酶更有效的构建体。

最近已经表明，纤维素酶的活性被其他酶、裂解多糖单加氧酶-LPMO显着增强。但是这些酶只存在于好氧细菌中（这是可以理解的：进行氧化还原反应需要氧气）。

来自魏茨曼研究所（以色列）的研究人员成功地将纤维素酶的单分子和好氧细菌 Thermobifida fusca 的 LPMO 结合到纤维素体中。正如文章作者所说，蛋白质是“按照乐高原理”组合在一起的。但更准确的说法是，所有必需的蛋白质——纤维素酶、LPMO 和纤维素结合位点——都是用从厌氧细菌的蛋白质中借来的连接器进行基因工程改造的，这些蛋白质可以组装成纤维素小体。选择连接器以使复合物包含每种蛋白质的一个分子。单独来看，修饰蛋白的活性与最初的相比没有变化，但含有 LPMO 的纤维素小体对纤维素的切割比自由浮动蛋白混合物好 1,6 倍，比不含 LMPO 的纤维素酶溶液好 2,6 倍。

以色列科学家不会就此止步：他们计划将分解木质素的酶加入到新设计的纤维素体中。你会得到一种多酶复合物，它可以将实木变成糖和苯酚衍生物的溶液。

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