近日,美国加州大学洛杉矶分校化学工程系的研究人员开创了一种新型合成代谢途径来分解葡萄糖,可使生物燃料产量增加50%。该新途径可取代传统的糖酵解途径。糖酵解能将葡萄糖6个碳原子中的4个转化为2碳分子乙酰辅酶A,后者是生产乙醇、丁醇、脂肪酸、氨基酸和许多药品的前体。然而,剩余的2个葡萄糖碳原子会以二氧化碳形式损失。加州大学洛杉矶分校的研究小组设计了一种合成糖酵解途径,能将所有6个葡萄糖碳原子转化为3个乙酰辅酶A分子,且不产生二氧化碳损失。该研究成果已在线发表于《自然》杂志。
这种新的代谢合成途径解决了生物燃料生产和精炼过程中的一个局限性——损失碳水化合物原料中三分之一的碳原子。该合成途径中使用的酶在自然界几种不同的途径中均有发现。
研究小组首先在试管中测试并确认了新途径的功能。随后,研究人员利用基因工程大肠杆菌展示了完整的碳减排过程。产生的乙酰辅酶A分子可用于生产所需化学品,且碳效率更高。研究人员将这一过程命名为“非氧化糖酵解(NOG)”。他们指出,通过重新改造核心代谢途径,找到了一种增加乙酰辅酶A产出的新方法。这种新合成途径可利用多种糖类,每种糖分子含不同数目碳原子,但均无碳原子浪费。
NOG是一个理想的平台,能将不同糖类100%转化为乙酰辅酶A。由于能够减少碳排放,该研究具有深远应用前景,并将开辟许多新的可能性。研究人员建议,该新途径可用于利用光合微生物生产生物燃料的过程。