新的生物燃料依靠具有混杂酶的食藻

乍看之下，常见的绿色微藻类Botryococcus braunii看起来像是可怕的生物燃料候选者。它生长得如此缓慢，以至于需要一个星期才能完成数小时之内其他物种的工作。然而，布劳氏布鲁氏菌已经吸引了生物燃料研究人员数十年，如今，德克萨斯州A＆M的团队已经揭开了其秘密之一的秘密基因，即一种“混杂”酶，可以使它吐出汽油，煤油，柴油和其他燃料，从而揭开了基因的神秘面纱。 。

生物燃料：还没死！

粮食，土地和水资源问题一直困扰着全球生物燃料产业，但是植物燃料确实为汽油，柴油和喷气燃料提供了碳中和燃料的前景。在布什政府期间玉米生物燃料崩溃之后，研究人员一直将重点放在藻类和微藻的石油生产能力上，这是一种非粮食作物，可以在缺水问题不大的地区种植。

生物燃料生产还为一些有趣的背负式作业提供了潜力，例如淡水淡化和粮食生产，它们有可能被算作负碳。

美国能源部在1995年削减了藻类生物燃料研究的资金，但它确实将其微生物学研究工作纳入了一个新的国家合作机构-联合基因组研究所，到2010年，石油市场的动荡为该机构提供了理论依据将更多的美元直接抽回田间。

尽管化石油市场崩溃，但在其他联邦机构（即美国海军和国家科学基金会）的协助下，能源部仍然遍及藻类生物燃料。2月，国家可再生能源实验室对新的“全身”过程进行了建模，该过程可帮助使藻类生物燃料成本与石油市场不振竞争。

在最近的发展中，去年2月，该机构发布了为期三年的数百万美元的藻类生物燃料融资系列中的第三轮。

为什么选择布鲁氏菌？

联合基因组研究所一直像激光一样聚焦于布鲁氏杆菌。这是微藻对研究人员的吸引力的官方说法：

…布氏葡萄球菌在世界各地都有发现，但最著名的是石油和煤页岩矿床。大约40％的布鲁氏杆菌细胞由碳氢化合物组成，所产生的油可以轻松转化并以90％以上的效率用于车辆和喷气燃料。B. braunii已被研究了数十年，不仅是因为其作为生物燃料的潜力，而且还因为其能够封存碳……

您是否了解有关油和煤页岩的那一部分？哦，讽刺！

德州农工大学AgriLife生物燃料研究

这使我们进入了由德克萨斯A＆M AgriLife计划的研究人员进行的新生物燃料研究。正如首席研究员描述的那样，研究小组在绘制使布鲁氏双歧杆菌产生一种名为番茄红素二烯油的生化途径的过程中，确定了启动采油过程的酶，该酶编码为一个“非常有趣的”基因，称为二十二碳八烯合酶（LOS）。 Tim Devarenne博士：

仔细观察LOS酶可以发现该酶是“混杂的”，因为它能够混合几种不同的物质或底物，制成不同的产品。

正如研究小组所解释的那样，滥交是酶之间的共同特征，但是发现这种碳氢化合物和酶的特殊组合并不常见。通过混合不同的底物，LOS可以产生更长的，更理想的碳原子长度为35和40的碳分子：

…不仅与类似于LOS的其他酶不同，而且很重要，因为像LOS这样的大多数酶仅使用15碳底物。就燃料而言，最好从碳数更高的分子开始。

不过，不要指望很快就会被B. braunii充满。这只是藻类燃料生产途径中的“非常第一步”，因此有许多基因图谱需要完成。

其他挑战包括寻找一种有效的宿主生物来表达基因，以使燃料产量最大化。

寻找增长较快的主机也将有所帮助。根据研究小组的说法，布鲁氏杆菌需要整整一周的时间才能使其细胞倍增，这是其他藻类可以在大约六个小时内完成的一项技巧。

这似乎是艰巨的挑战，但今年美国的汽油价格已经开始微涨，全球气候也没有变凉，因此，为藻类生物燃料研究提供更多资金的前景看起来不错。

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图像（已裁剪）：通过Kathleen Phillips的Texas A＆M AgriLife。