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      利用合成生物學(xué)在植物中共同生產(chǎn)高價值的萜類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)家們開發(fā)出合成生物學(xué)工具，在植物中共同生產(chǎn)高價值的化合物。該研究發(fā)表在Nature Communications雜志上。萜類化合物是植物中最大類的天然產(chǎn)物，已被人類使用了數(shù)千年。萜類化合物的現(xiàn)代應(yīng)用范圍很廣，從藥物，香料，營養(yǎng)保健品，生物殺蟲劑到化學(xué)原料。然而，在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的背景下，萜類化合物的植物積累相當(dāng)?shù)?。而且，在追求提取天然萜類化合物的過程中，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)高價值的萜類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)高價值萜類生物材料的新策略”，園藝系合成生物學(xué)家/生物化學(xué)家Radin Sadre說。Sadre是該研究的主要作者，該研究由MSU-DOE植物研究實驗室主任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)萜類化合物和油，生物燃料資源。植物通常不會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)。油以小脂滴存儲在植物細胞中，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化合物生產(chǎn)的工程平臺。Hamberger實驗室專注于萜類化合物生物合成途徑的代謝工程。
      

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

      “我們使用脂質(zhì)表面擴展iconaloteote來從微藻中固定不同的萜類化合物合成將圖標(biāo)酶擴展到植物脂滴的表面”，Sadre說。“針對脂滴的不同萜類合成步驟的靶向?qū)е螺祁惢衔锏挠行Мa(chǎn)生。”
      

      這些實驗在煙草親本煙草(Nicotiana benthamiana)中以實驗室規(guī)模進行。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)的萜類化合物。
      

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

      薩德爾說：“一旦我們在實驗室中打開植物細胞，我們就可以輕松地同時收集脂滴 - 基本上是油，萜類化合物。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，進一步加工可以將萜類化合物與油??分離，用于需要更純化合物的應(yīng)用。”
      
			

			
        
      
			
      
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