科学家利用细菌创造可再生化石燃料替代品

研究人员设计了无害的肠道细菌大肠杆菌，以产生可再生的丙烷。

这一发展是向商业生产燃料来源迈出的一步，有朝一日可能会提供化石燃料的替代品。

丙烷是一种吸引人的清洁燃料来源，因为它拥有现有的全球市场。它已经在天然气加工和石油精炼过程中作为副产品生产，但两者都是有限的资源。在目前的形式中，它构成了大量的液化石油气(液化石油气)，用于许多应用，从中央供暖到野营炉和传统机动车。

在一项新的研究中，来自伦敦帝国理工学院和芬兰图尔库大学的科学家团队使用大肠杆菌来中断将脂肪酸转化为细胞膜的生物过程。研究人员使用酶将脂肪酸沿不同的生物途径引导，使细菌制成发动机就绪的可再生丙烷而不是细胞膜。

他们的最终目标是将这种工程系统插入光合细菌中，以便有一天将太阳能直接转化为化学燃料。

该研究的结果发表在Nature Communications杂志上。

来自伦敦帝国理工学院生命科学系的Patrik Jones博士说：“虽然这项研究还处于初期阶段，但我们的概念验证研究提供了一种可再生生产燃料的方法，该方法以前只能从化石储备中获取。虽然到目前为止我们只生产了少量的燃料，但我们生产的燃料已准备好直接用于发动机。这为未来可再生燃料的可持续生产提供了可能性，这些可再生燃料起初可以补充，然后替代柴油等化石燃料，汽油，天然气和喷气燃料。“

科学家选择瞄准丙烷，因为它可以很容易地从气体中逸出细胞，但需要很少的能量从其天然气态转变为易于运输，储存和使用的液体。

“化石燃料是一种有限的资源，随着人口的不断增长，我们将不得不提出新的方法来满足日益增长的能源需求。然而，开发低成本的可再生能源是一项重大挑战。经济上可持续。目前藻类可用于制造生物柴油，但由于收获和加工需要大量的能源和金钱，因此它在商业上不可行。所以我们选择丙烷是因为它可以用最少的能量与天然过程分离。将与现有的基础设施兼容，以便于使用“琼斯博士补充道。

科学家利用大肠杆菌作为宿主生物，打断了将脂肪酸转化为细胞膜的生物过程。通过在早期阶段停止这一过程，他们可以去除丁酸，这是一种难闻的气味化合物，是丙烷生产的必需前体。

为了打断这一过程，研究人员发现了一种名为硫酯酶的新变种，它特异性地靶向脂肪酸并将其从自然过程中释放出来。然后，他们使用第二种称为CAR的细菌酶将丁酸转化为丁醛。最后，他们添加了一种最近发现的称为醛 - 去甲酰化加氧酶(ADO)的酶，已知其自然产生碳氢化合物，以形成丙烷。

之前尝试使用ADO酶的做法令人失望，因为科学家们无法利用酶的天然能量来制造更清洁的燃料。但帝国科学家发现，通过用电子刺激ADO，它们能够显着提高酶的催化能力，并最终产生丙烷。

科学家生产的丙烷水平目前比将其变成商业产品需要的水平少一千倍，因此他们正在努力改进他们新设计的合成工艺。琼斯博士说：“目前，我们还没有完全掌握燃料分子是如何制造出来的，所以我们现在正试图找出这个过程究竟是如何展开的。我希望在未来5到10年内我们将能够实现商业上可行的流程，为我们的能源需求提供可持续的燃料。“

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