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        利用合成生物學(xué)在植物中共同生產(chǎn)高價(jià)值的萜類(lèi)生物材料和生物燃料
        
			
        
				2019-03-06 09:52:28
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        密歇根州立大學(xué)的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出合成生物學(xué)工具，在植物中共同生產(chǎn)高價(jià)值的化合物。該研究發(fā)表在Nature Communications雜志上。萜類(lèi)化合物是植物中最大類(lèi)的天然產(chǎn)物，已被人類(lèi)使用了數(shù)千年。萜類(lèi)化合物的現(xiàn)代應(yīng)用范圍很廣，從藥物，香料，營(yíng)養(yǎng)保健品，生物殺蟲(chóng)劑到化學(xué)原料。然而，在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的背景下，萜類(lèi)化合物的植物積累相當(dāng)?shù)汀６?，在追求提取天然萜?lèi)化合物的過(guò)程中，一些野生植物甚至已經(jīng)瀕臨滅絕。
        

        利用合成生物學(xué)在植物中共同生產(chǎn)高價(jià)值的萜類(lèi)生物材料和生物燃料
        

        “我們研究了在植物中可持續(xù)生產(chǎn)高價(jià)值萜類(lèi)生物材料的新策略”，園藝系合成生物學(xué)家/生物化學(xué)家Radin Sadre說(shuō)。Sadre是該研究的主要作者，該研究由MSU-DOE植物研究實(shí)驗(yàn)室主任Christoph Benning和生物化學(xué)與分子生物學(xué)系助理教授Bjoern Hamberger構(gòu)思。
        

        新的合成生物學(xué)工具允許在植物葉子中生產(chǎn)萜類(lèi)化合物和油，生物燃料資源。植物通常不會(huì)在葉子中積累大量的油。Benning在植物油和脂質(zhì)方面的工作是提高葉子含油量的基礎(chǔ)。油以小脂滴存儲(chǔ)在植物細(xì)胞中，所述小脂滴被涂有蛋白質(zhì)的脂質(zhì)層包圍。
        

        該研究表明，膨脹的iconlipid液滴本身可以作為萜類(lèi)化合物生產(chǎn)的工程平臺(tái)。Hamberger實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)注于萜類(lèi)化合物生物合成途徑的代謝工程。
        

        通常，萜類(lèi)化合物生物合成發(fā)生在植物細(xì)胞內(nèi)的特定位點(diǎn)。合成生物學(xué)方法重新定位并促進(jìn)工程植物中萜類(lèi)化合物結(jié)構(gòu)單元和萜類(lèi)化合物的產(chǎn)生。
        

        “我們使用脂質(zhì)表面擴(kuò)展iconaloteote來(lái)從微藻中固定不同的萜類(lèi)化合物合成將圖標(biāo)酶擴(kuò)展到植物脂滴的表面”，Sadre說(shuō)。“針對(duì)脂滴的不同萜類(lèi)合成步驟的靶向?qū)е螺祁?lèi)化合物的有效產(chǎn)生。”
        

        這些實(shí)驗(yàn)在煙草親本煙草(Nicotiana benthamiana)中以實(shí)驗(yàn)室規(guī)模進(jìn)行。但是，最終目標(biāo)是在高產(chǎn)量生物質(zhì)作物(例如柳枝稷)中生產(chǎn)工業(yè)上相關(guān)的萜類(lèi)化合物。
        

        該系統(tǒng)的另一個(gè)特征是萜類(lèi)化合物被捕獲在脂滴中。這一發(fā)現(xiàn)可能在將來(lái)用于工程化生物質(zhì)作物的工業(yè)加工中是有用的。
        

        薩德?tīng)栒f(shuō)：“一旦我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中打開(kāi)植物細(xì)胞，我們就可以輕松地同時(shí)收集脂滴 - 基本上是油，萜類(lèi)化合物。我可以看到許多應(yīng)用可以在一起使用，例如，某些'必需'香水或特種生物燃料中的油脂。“
        

        “或者，進(jìn)一步加工可以將萜類(lèi)化合物與油??分離，用于需要更純化合物的應(yīng)用。”
        
			

			
          
        
			
        
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