美用轉基因細菌合成高能生物燃料

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美用轉基因細菌合成高能生物燃料

2014年03月28日02:26     在需要最小化燃料重量時，高能燃料非常重要。有一種從樹木中提煉的化合物蒎烯，經二聚化后生成蒎烯二聚體，已証明其能量密度和航空燃料JP-10相當。佐治亞理工學院與聯合生物能源研究院科學家通過轉基因工程改造細菌，讓它們能合成蒎烯，有望替代JP-10用在導彈發射及其他航空領域。從石油中提煉JP-10供給有限，將來生物燃料有望補其不足，甚至促進新一代發動機的開發。相關研究發表在最近的美國化學協會（ACS）《合成生物學》雜志上。

　　據物理學家組織網3月26日報道，在前期生物工程的研究階段，論文第一作者、佐治亞理工學院研究生斯蒂芬·沙瑞亞在該校副教授帕瑪拉·佩拉塔-雅海亞的指導下，已將蒎烯產量提高了6倍。他們在研究替代?，將其插入大腸杆菌以產生蒎烯，已選定的?分為兩類：3種PS（蒎烯合成?）和3種GPP（香葉基二磷酸合成?），通過實驗來尋找最佳組合以獲得最高產量。目前，他們已將產量提高到32毫克/升。但要和來自石油的JP-10競爭，產量還要提高26倍，佩拉塔-雅海亞說，但這也在生物工程大腸杆菌的可能范圍內。

　　佩拉塔-雅海亞認為，目前的障礙在於系統內部的一個抑制過程。“我們發現，是?被基質抑制了，這種抑制取決於濃度。”她說，“目前我們需要的是在高濃度基質中不會被抑制的?，或在整個反應中能維持基質低濃度的方法。這兩方面都比較困難，但並非無法克服的。”

　　每桶石油中能提取的JP-10是有限的，加上樹木提取物也幫助不大，供給不足讓JP-10價格在25美分/加侖左右，因此生產高能生物燃料替代品比生產汽油或柴油替代品更有優勢。“如果你研究汽油替代品，就要與3美分/加侖競爭，這需要一個長期優化的過程。”佩拉塔-雅海亞說，“而我們是在和每加侖25美分競爭，需要的時間更短。”

　　“雖然我們還處在幾毫克/升的水平，但由於我們研究的替代品比柴油或汽油替代品價值更高，也就意味著我們離目標更近。”她說。從理論上講，要讓生產蒎烯的成本低於石油提煉是可能的。如果最終的生物燃料表現良好，將為輕質高能發動機燃料打開新的大門，增加高能燃料的供給。

　　“我們制造的是一種可持續的、高能量密度的戰略性燃料，但還處於前期形式，”佩拉塔-雅海亞說，“我們正在集中制造一種‘試行’燃料，看起來就和來自石油的燃料一樣，以適應目前的銷售系統。”