Новости химической науки > Новые бактерии для получения изобутанола

Исследователи из США разработали новый способ перенаправления пути метаболизма микроорганизмов для получения топлива на основе длинноцепочечных спиртов, являющихся лучшей заменой бензину, чем этанол.

Джим Ляо (Jim Liao) с коллегами из Университета Калифорния применили приемы генетической инженерии к бактерии Escherichia coli, заставив ее производить изобутанол и другие длинноцепочечные спирты.

Бутанол и другие спирты, содержащие 4-5 атомов углерода, превосходят этанол в качестве заместителей топлива нефтяного происхождения. Их энергетическая емкость на 1 литр выше, чем у этанола (хотя и не дотягивает до энергетической емкости бензина), они менее гигроскопичны чем этанол, поэтому более устойчивы к загрязнению и представляют собой меньшую коррозионную опасность для трубопроводов, чем этанол.

Изомерные бутанолы и пентанолы были получены за счет изменения метаболизма производных 2-кетокислот, образующихся при биосинтезе аминокислот. Показано, как за счет чужеродных ферментов изменен маршрут биосинтеза валина. (Рисунок из : Nature, 2008, 451, 86)

Исследователи из группы Ляо решили не улучшать традиционный маршрут ферментации, так как с его помощью можно получить только неразветвленный бутанол-1. Их цель, разветвленный изобутанол, отличается большим октановым числом, чем его линейный аналог. Для решения этой задачи исследователи внедрили в генетический аппарат Escherichia coli гены, экспрессия которых приводит к образованию ферментов, превращающих 2-кетокислоты (интермедиаты аминокислотного биосинтеза) в спирты.

Генетически модифицированные бактерии позволили получить смесь спиртов, содержащих 3, 4 и 5 атомов углерода в цепи, наибольший выход наблюдался для изобутанола. Получение спиртов в результате «перевода стрелок» биосинтеза аминокислот означает, что такая стратегия может быть легко перенесена на другие микроорганизмы, использовать которые в промышленных масштабах легче, чем E. Coli.

Источник: Nature, 2008, 451, 86 (DOI:10.1038/nature06450)

метки статьи: #биохимия, #молекулярная биология, #химическая технология