近日,一项发表在《自然通讯》上的研究取得了突破性进展:科学家通过基因工程改造无害的大肠杆菌,成功实现了丙烷的可再生生物合成。丙烷是液化石油气的主要成分,易于液化、分离、运输和储存,有望成为替代化石燃料的清洁能源。
化石燃料作为有限资源,随着人口增长和能源需求增加,寻找可持续替代品迫在眉睫。该研究利用大肠杆菌作为宿主,通过阻断脂肪酸进入细胞膜的生物过程,引导其进入丙烷合成途径。具体而言,研究人员使用硫酯酶变体中断脂肪酸的膜整合,产生前体丁酸;随后利用酰基载体蛋白将丁酸转化为丁醛;最后通过醛脱甲酰加氧酶(AOD)催化生成丙烷。通过电子刺激增强AOD的催化活性,显著提高了丙烷产量。
研究参与者Patrik Jones博士表示:“这项研究为可再生能源的可持续生产提供了新思路。初期,细菌燃料可作为补充能源,未来有望取代柴油、汽油和天然气等化石燃料。”目前,该技术仍处于早期阶段,丙烷产量较低,科学家正致力于优化合成过程,预计5-10年内实现商业化。最终目标是将大肠杆菌的产能系统转入光合细菌,实现太阳能直接转化为化学能。