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英国研究者改造葡萄糖苷酶,使生物燃料生产效率提升30倍

英国帝国理工学院的研究团队通过蛋白质工程改造葡萄糖苷酶,使其能够在高温和离子液体环境中高效工作,从而将植物生物质的分解速度提高了30倍。这一突破有望显著加速生物燃料、塑料、药品和化妆品等产品的生物制造过程。相关论文于2018年6月25日发表在《自然-化学》上。

生物燃料由植物等生物质制成,其燃烧产生的二氧化碳远低于化石燃料,因此对环境保护至关重要。然而,将纤维素分解为葡萄糖是生物燃料生产中最昂贵且耗时的步骤(葡萄糖可发酵生成乙醇)。天然酶在高于70°C或离子液体存在的工业条件下会失活,而高温和离子液体正是加速生产过程的关键因素。

为了提高葡萄糖苷酶的耐受性,研究人员对其化学结构进行了改造,使其能够承受高达137°C的温度,并在离子液体中保持活性。实验表明,耐热性与离子液体的协同作用使葡萄糖产量增加了30倍。如果大规模应用该技术,有望将燃料相关的碳排放量降低80%至100%。

这种酶改造方法具有广泛的适用性,可推广至其他酶类,用于废弃物制燃料、塑料回收以及生物加工过程的优化。

(责任编辑:泉水)