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青島能源所藍細菌生物烴研究取得新進展
來源：環(huán)球糧機網(wǎng)發(fā)布時間：2015-04-28 21:23:40
由于脂肪烴生物燃料具有高能量密度、低吸濕性和低揮發(fā)性，且與現(xiàn)有發(fā)動機和運輸設(shè)施相兼容等優(yōu)點，已經(jīng)成為傳統(tǒng)石化液體燃料的最佳替代品之一?；谒{細菌作為光合能源微生物體系的優(yōu)勢，通過藍細菌高效定向生物合成脂肪烴，實現(xiàn)單一生物體內(nèi)直接利用太陽能和二氧化碳高效制備新型優(yōu)質(zhì)生物液體燃料具有重要意義。近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所生物代謝工程團隊在負責(zé)人、中科院“百人計劃”入選者呂雪峰研究員帶領(lǐng)下，從基因—蛋白—細胞等多尺度對藍細菌脂肪烴生物合成開展系統(tǒng)研究，取得一系列新進展，相關(guān)成果發(fā)表在AppliedEnergy、BiotechnologyforBiofuels、AppliedMicrobiologyandBiotechnology等期刊。在基因尺度，通過對19株野生藍細菌基因序列特征分析及構(gòu)建菌株16SrDNA、脂酰ACP還原酶和脂肪醛脫甲酰加氧酶進化樹，初步解析了產(chǎn)烴關(guān)鍵基因的分子進化關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)藍細菌形態(tài)特征與其脂肪烴組成之間存在一定關(guān)聯(lián)性，支鏈脂肪烴主要存在于絲狀藍細菌中。（AppliedEnergy,2013,113,383-393）在蛋白尺度，克隆、表達、表征了來自聚球藻PCC7942的脂肪醛脫甲酰加氧酶及還原系統(tǒng)，和異源（來自菠菜）及化學(xué)還原系統(tǒng)相比，同源還原系統(tǒng)更能促進脂肪醛脫甲酰加氧酶的活性，比化學(xué)還原系統(tǒng)的kcat提高了近2.7倍。（BiotechnologyforBiofuels,2013,6:86）在細胞尺度，優(yōu)化構(gòu)建了修飾脂肪烴生物合成途徑脂酰ACP還原酶和脂肪醛脫甲酰加氧酶等關(guān)鍵基因元件的多株基因工程藍細菌，脂肪烴產(chǎn)量最高達到野生型的8倍。（BiotechnologyforBiofuels,2013,6:69）同時，在藍細菌基因工程方法方面，建立了基于FRT/FLP重組系統(tǒng)的藍細菌基因工程無抗篩選新方法，實現(xiàn)了藍細菌中抗性標簽的循環(huán)利用，為多基因、多位點至基因組范圍的藍細菌遺傳改造，進一步顯著提高藍細菌脂肪烴生物合成效率奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。（AppliedMicrobiologyandBiotechnology,2013,doi:10.1007/s00253-013-4837-6）上述工作得到了科技部“973”計劃、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院、波音公司等項目支持。
