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MIT工程师计划酵母将植物糖转化为油

时间：2021-12-15 08:25:14 来源：

通过改变酵母的代谢途径，来自麻省理工学院的化学工程师能够将植物糖转化为油。

麻省理工学院工程师遗传上重新编程了一种酵母菌菌株，使其更有效地将糖转化为脂肪，这是一个可以使柴油等高能量燃料的可再生生产的进步。

由Gregory Stephanopoulos领导的研究人员，MIT的化学工程和生物技术教授，修饰了酵母的代谢途径，自然产生大量的脂质，使它们更有效地提高30％。

“我们已经重新加快了这些微生物的新陈代谢，使它们能够以非常高的收益率生产油，”斯蒂芬洛斯（Stephanopoulos）表示，该研究的高级作者将出现在1月16日的自然生物技术问题。

这种升级可以使可再生高能量燃料的生产经济上可行，麻省理工学院队伍现在正在努力实现额外改进，这有助于更接近该目标。

“我们所做的是达到这一酵母潜力的75％，额外的25％将是后续工作的影响，”Stephanopoulos说。

本文的牵头作者是前医学博士kangjian qiao。其他作者是前麻省理工学院研究生托马斯·斯塔伦科和康周，前麻省理工学院博士彭徐。

高能量燃料

可再生燃料如玉米制成的乙醇可用作跑车的汽油添加剂，但对于飞机，卡车和船舶这样的大型车辆，需要更强大的燃料，如柴油。

“柴油是优选的燃料，因为它的高能量密度和在柴油上运行的发动机的高效率，”Stephanopoulos说。“柴油的问题是到目前为止，它完全由化石燃料制成。”

努力开发在由烹饪油制成的生物柴油上运行的发动机的成功，但食用油是相对稀缺和昂贵的燃料源。甘蔗和玉米等淀粉更便宜，更丰富，但必须首先将这些碳水化合物转化为脂质，然后可以转化为柴油等高密度燃料。

为实现这一目标，Stephanopoulos和他的同事开始与被称为Yarrawia Lipolytica的酵母一起使用，其自然产生大量的脂质。它们专注于充分利用从葡萄糖崩溃产生的电子。为了实现这一目标，它们转化了Yarrowia与综合途径转换剩余NADH，葡萄糖崩溃的产物，葡萄糖崩溃，可用于合成脂质。他们最终测试了超过十几种改性的合成途径。

“事实证明，这两种途径的组合给了我们在论文中报告的最佳结果，”Stephanopoulos说。“为什么几个这些途径的实际机制比其他途径更好地工作得多不太清楚。”

使用这种改进的途径，酵母细胞仅需要未改性酵母细胞所需的葡萄糖量的三分之二以产生相同量的油。

更好的效率

Stephanopoulos说，虽然这种新的葡萄糖 - 脂质转换过程可能在目前的玉米淀粉价格上价格以当前的价格进行经济上可行的。

“仍有更多的改进余地，如果我们在这个方向上推动更多，那么该过程将变得更加高效，需要更少的葡萄糖来产生一加仑的油，”他说。

研究人员还在探索使用更便宜的植物材料来源，例如草和农业废物，这需要转化将这些植物材料成葡萄糖的纤维素。

该研究由美国能源部资助。

出版物：在新闻

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