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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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研究發(fā)現(xiàn)溫室氣體可轉(zhuǎn)化為高價(jià)值化學(xué)品琥珀酸
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研究發(fā)現(xiàn)溫室氣體可轉(zhuǎn)化為高價(jià)值化學(xué)品琥珀酸 近日，西安交通大學(xué)費(fèi)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)在將溫室氣體轉(zhuǎn)化為琥珀酸的研究中取得新進(jìn)展，為甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）向高價(jià)值化學(xué)品的高效轉(zhuǎn)化提供了一種創(chuàng)新的方法，相關(guān)研究成果作為封面文章發(fā)表在《農(nóng)業(yè)與食品化學(xué)雜志》。 甲烷和二氧化碳是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要溫室氣體，它們的排放量與溫室效應(yīng)緊密相關(guān)。為了應(yīng)對(duì)能源使用活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體排放導(dǎo)致的全球氣候變暖問(wèn)題，全球?qū)W術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界越來(lái)越重視甲烷和二氧化碳的捕獲與利用。通過(guò)先進(jìn)的生物制造技術(shù)和合成生物學(xué)技術(shù)，可以利用微生物有效地固定這些溫室氣體，這不僅能夠顯著減少溫室氣體的排放，而且可以將沼氣、煤礦瓦斯、廢棄天然氣轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的化學(xué)品，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)中國(guó)的碳中和目標(biāo)和能源的高效綜合利用具有重大意義。琥珀酸作為一種重要的二元羧酸，在醫(yī)藥、可降解塑料和食品添加劑的生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。因此，利用甲烷和二氧化碳作為原料生產(chǎn)琥珀酸，可以減少對(duì)化石資源的依賴，拓展生物制造的原料來(lái)源，并推動(dòng)國(guó)家的綠色可持續(xù)發(fā)展。 該研究團(tuán)隊(duì)首次在I型甲烷氧化菌中引入了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，異源重構(gòu)了絲氨酸途徑，實(shí)現(xiàn)了甲烷和二氧化碳的共同利用。通過(guò)同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了人工絲氨酸途徑的成功構(gòu)建，并確認(rèn)了二氧化碳被定向?qū)腌晁岬纳锖铣蛇^(guò)程。此外，通過(guò)高密度發(fā)酵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了甲烷基琥珀酸的最高產(chǎn)量。該研究顯著提高了I型甲烷氧化菌的整體碳通量和利用效率，并深入解析了底盤細(xì)胞工廠中碳代謝流的協(xié)同適配機(jī)制。這一策略為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的生物制造模式提供了新的思路。 甲烷氧化菌共利用CH4和CO2生物合成琥珀酸。（課題組供圖） 相關(guān)論文信息： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c05097 |
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