新的代谢途径更有效地将糖转化为生物燃料

通过UCLA工程师使用新的合成代谢途径的大肠杆菌的殖民地照片。

UCLA科学家们开发了一种新的合成糖酵解途径，将所有六个葡萄糖碳原子转化为三分乙酰辅酶的分子，而不会损失任何作为二氧化碳。

UCLA化学工程研究人员创造了一种新的合成代谢途径，用于破坏葡萄糖，这可能导致生物燃料的生产增加了50％。

新途径旨在取代称为糖酵解的天然代谢途径，一系列化学反应，即几乎所有生物用来将糖转化为细胞需要的分子前体。糖酵解转化葡萄糖中发现的四个碳原子中的四种碳原子，以乙酰-CoA已知的乙酰-CoA，如乙醇和丁醇等生物燃料的前体，以及脂肪酸，氨基酸和药物。然而，剩余的葡萄糖碳作为二氧化碳丢失。

糖酵解目前用于生物挑解，将糖衍生自植物生物质的糖转化为生物燃料，但每六个输入的碳原子的损失被视为过程效率的主要间隙。UCLA研究团队的合成糖酵解途径将所有六个葡萄糖碳原子转化为三个乙酰辅酶分子，而不会损失任何作为二氧化碳。

该研究于9月29日在线公布了同行评审期刊自然。

该研究的主要调查员是詹姆斯廖，加州大学州州州州州廖廖氏牧师帕苏斯化工和生物分子工程部化学工程和椅子基金会教授。廖立实验室的研究生Igor Bogorad是领先作者。

“该途径解决了生物燃料生产和生物化最大限制之一：廖说，减少了碳水化合物原料中的三分之一的碳。”“由于糖酵解的方式，此前认为这种限制是不可克服的。”

该合成途径使用在自然界中的几种不同途径中发现的酶。

该团队首次测试并确认新途径在体外工作。然后，他们转基因大肠杆菌细菌以使用合成途径并证明完全的碳保护。得到的乙酰-CoA分子可用于产生具有更高碳效率的所需化学物质。研究人员称其新的杂种途径非氧化糖酵解或腹部。

“这是一个从根本上的新周期，”Bogorad说。“我们重新排除了最多的中央代谢途径，发现了一种增加乙酰辅酶的生产的方法。您现在可以保护它们并提高您的收益率并产生更多产品，而不是将碳原子输给二氧化碳。“

研究人员还指出，这种新的合成途径可以与许多种类的糖一起使用，每种情况下，每个含有不同数量的碳原子数，并且不会浪费碳。

“对于生物化，产量的50％提高将是巨大的增加，”Bogorad说。“Nog可以是一个漂亮的平台，具有不同的糖，100％转化为乙酰辅酶。我们设想NOG将具有广泛的应用程序，并因此开辟许多新的可能性，因为我们可以保护碳。“

研究人员还建议使用光合微生物的生物燃料生产可用于生物燃料生产。

本文的另一个作者是林小阳林，最近从化学工程中获得了从UCLA的学士学位。

出版物：Igor W. Bogorad等，“合成非氧化糖酵解使得完全碳保护，”自然，2013; DOI：10.1038 / Nature12575

图像：加州大学洛杉矶分校新闻室