利用大腸桿菌可低成本生產(chǎn)丙烷

　　一個(gè)由英國(guó)倫敦帝國(guó)學(xué)院和芬蘭圖爾庫大學(xué)的科學(xué)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(shù)。與藻類制油技術(shù)相比，新技術(shù)具有成本低、耗能少、易推廣的特點(diǎn)，未來有望成為一種極富競(jìng)爭(zhēng)力的清潔能源生產(chǎn)技術(shù)。相關(guān)論文發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。

　　丙烷是一種清潔能源，它價(jià)格低廉，溫度適應(yīng)范圍寬，燃燒只形成水蒸氣和二氧化碳，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。目前主要被制成液化石油氣進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)和使用，應(yīng)用范圍從野營(yíng)爐、汽車到大型供熱系統(tǒng)極為廣泛。不過目前丙烷的生產(chǎn)大都來自于原油和天然氣冶煉的副產(chǎn)品，而兩者都是不可再生資源。

　　物理學(xué)家組織網(wǎng)9月3日（北京時(shí)間）報(bào)道稱，這項(xiàng)由倫敦帝國(guó)學(xué)院和圖爾庫大學(xué)進(jìn)行的聯(lián)合研究通過一種獨(dú)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(zhuǎn)化成丙烷。該研究團(tuán)隊(duì)的最終目標(biāo)是在這個(gè)系統(tǒng)中加入光合細(xì)菌，免除用電的需要，借助太陽能完成這一轉(zhuǎn)化過程。

　　參與研究的倫敦帝國(guó)學(xué)院生命科學(xué)學(xué)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(xiàng)重大挑戰(zhàn)。目前已有用藻類來制造生物柴油的技術(shù)，但該技術(shù)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(xì)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(chǔ)運(yùn)和使用。選擇大腸桿菌作為宿主生物，則是因?yàn)檫@是一種標(biāo)準(zhǔn)的工程菌，研究較為深入，技術(shù)上比較成熟。

　　為了達(dá)成這一設(shè)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(chǎn)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(xì)菌的幫助下，將丁酸轉(zhuǎn)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(chǎn)生烴，并最終生產(chǎn)出丙烷。此前也有科學(xué)家試圖單獨(dú)通過ADO來生產(chǎn)清潔能源，但最終以失敗告終。新研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)只要通過電子對(duì)ADO進(jìn)行刺激，就能大幅提高其催化能力，并最終生產(chǎn)出丙烷。

　　瓊斯說，目前該研究還處于初級(jí)階段，因此丙烷的產(chǎn)量還比較低，但這項(xiàng)驗(yàn)證性研究為可再生能源的生產(chǎn)提供了一條新途徑，到目前為止，這種由細(xì)菌生產(chǎn)出的燃料已經(jīng)能夠直接驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。未來他們還將對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和調(diào)整，5到10年內(nèi)有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。