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葡萄藻中的酶有助从植物中提取燃料
来源:中国农业新闻网    时间:2016-04-12

  美国德州农工大学的科学家们在研究绿色微藻——布朗葡萄藻过程中发现了一种能够产生碳氢化合物的酶,利用这种酶可实现从植物中提取燃料。

  葡萄藻中的酶有助从植物中提取燃料

  科技日报华盛顿4月9日电 (记者何屹)美国德州农工大学的科学家们在研究绿色微藻——布朗葡萄藻过程中发现了一种能够产生碳氢化合物的酶,利用这种酶可实现从植物中提取燃料。该研究发表在最新一期的《自然—通讯》杂志上。

  布朗葡萄藻可产生大量的液态碳氢化合物,用于生产汽油、煤油和柴油。目前在地下储藏的石油大多也是由这些海藻产生的。

  葡萄藻在世界分布十分广泛,无论海洋、池塘、湖泊,还是高山、沙漠,均可以发现它们的踪影,但其最大问题是生长极为缓慢。在自然状态下,无法依靠其获取具有经济意义的生物质能燃料。一个葡萄藻细胞变成两个细胞大约需要一个星期,而生长较快的藻类6个小时就可以翻番。研究人员试图利用基因技术改造葡萄藻,使其可像其他藻类一样能够快速生长,或像陆地植物一样可以大量种植,这样才可以利用其生产燃料。

  研究人员首先对哪些基因能够生产燃料进行了研究,并发现由LOS基因编码的合成酶,能够启动油料的生产。他们确定布朗葡萄藻的LOS酶可以生产数种不同的碳氢化合物。该酶可以利用三种不同的分子作为基质, 并且可以将这些分子组合在一起。如将两个20碳基质合成出40碳分子;将两个15碳基质分子合成出30碳的分子;15碳基质分子与20碳基质分子合成35碳的分子。LOS酶的这一特性十分重要,因为大多数与LOS酶相类似的酶只能利用15碳基质分子。而对于燃料来说,碳数越高越好。

  研究人员确定了几乎所有与碳氢化合物生产相关的活性基因序列,经过生物信息学分析后,精确找到了一个启动碳氢化合物生物合成的基因。但了解这些基因后,他们还须找到合适的宿主,来优化这些基因表达,以便利用其来产生更多油料,而这还需要大量的基础研究。通过对基因组进行挖掘,并对相关的酶进行研究,可广泛将之应用于医疗、农业、化工或生物燃料的生产。