奥尔胡斯大学 光培养箱的实验室设置显示了两种不同的实验蓝光设置
学分:麻省理工学院李京波分校 大约三年前首次发现的一种特殊的依赖光的酶是一项新的科学发现的焦点，该发现能够从生物质中高产地生产顺便提及的生物燃料
在一项发表在《自然通讯》上的研究中，来自奥尔胡斯大学和麻省理工学院的工程师们已经证明，最初关于生物物质转化为生物燃料的酶过程的假设实际上是错误的
这些发现使得研究人员能够成功地在接近工业相关水平的1
葡萄糖每升47克
这种依赖光的酶来源于微藻，具有特殊的特性，即它可以利用蓝光作为唯一的能量来源，将脂肪酸脱羧成烷烃(从而将纤维素生物质转化成嵌入式生物燃料)
研究人员将这种酶人工插入含油酵母解脂耶氏酵母的细胞中，从而改造其代谢
酵母将源自生物质的葡萄糖合成为脂类(特别是游离脂肪酸和脂肪酰基辅酶a分子)，然后通过一种叫做脂肪酸光羧化酶(简称FAP)的代谢反应将脂类转化为烷烃
但是自从发现这种酶以来，人们一直认为游离脂肪酸是这种酶在FAP过程中的首选反应物；大量的游离脂肪酸将导致更高产量的生物燃料生产
然而，这个假设是错误的
光培养箱的实验室设置显示了两种不同的实验蓝光设置
学分:麻省理工学院李京波分校 “在我们的研究中，我们已经证明脂肪酰基辅酶a——而不是游离脂肪酸——是光依赖酶的首选反应物
这一发现已成功用于我们的研究，将89%的脂肪酰基辅酶a代谢成烷烃，效价达到1
奥尔胡斯大学的助理教授贝基尔·恩金·埃泽尔说
如今，以油脂化学品为基础的替代燃料的主要生产是通过使用高能化学处理方法将“传统”油脂化学品如植物油、用过的食用油、动物脂和其他脂类转化为碳氢化合物(主要是烷烃)
然而，以足够低的成本采购大量或多或少可持续的脂质原料，以产生有利可图的生物燃料产量下降，仍然是一个严重限制这一生产平台扩张的挑战
此外，这种生产与食品供应相竞争
生物合成是一种廉价且可持续的解决方案，其生产是基于纤维素生物质的转化——地球上最丰富的可再生自然生物资源
然而，从脂肪酸生物合成烷烃不是酵母天然的、优选的代谢途径，因为烷烃对其细胞有毒
因此，研究人员为此使用特殊能力的酶，并将相应的基因编码到酵母细胞中
这一新发现是替代燃料生物合成的一个可能突破，因为研究人员首次使用这一过程，利用新知识合成了与未来工业生产相关的绿色燃料: “以前的代谢工程研究的目标是使被工程改造的细胞中游离脂肪酸的浓度最大化
但是现在，随着这个发现，我们知道是脂肪酰基辅酶a需要被最大化
这对于合成生物学的应用来说是一个重要的消息，我们现在可以开始最大化脂肪酰基辅酶a进入这个工程代谢途径的流量，以在未来达到更高的滴度，”奥尔胡斯大学的副教授郭征说
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