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      大自然展示了細(xì)菌如何降解木質(zhì)素并為生物燃料提供更好的理解
      
			
      
				2019-05-08 10:34:46
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      從植物生物質(zhì)生產(chǎn)生物燃料是一種非常有前途的能源，但研究人員正試圖找到容易降解植物生物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的頑固木質(zhì)素的微生物。最近對已知木質(zhì)素降解細(xì)菌的全面基因組和代謝組學(xué)分析提供了如何實(shí)現(xiàn)這種降解的見解。
      

      大自然展示了細(xì)菌如何降解木質(zhì)素并為生物燃料提供更好的理解
      

      因?yàn)閺闹参镂镔|(zhì)制造生物燃料的最初步驟是將復(fù)雜的木質(zhì)纖維素分解成更易處理的“構(gòu)建模塊”，因此理解自然如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)至關(guān)重要。一項(xiàng)新研究的結(jié)果揭示了特定微生物用于分解木質(zhì)纖維素的一些基本工具。這項(xiàng)工作可以深入了解工業(yè)過程如何在生物燃料生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)降解，以及如何利用氫生產(chǎn)等副流程。
      

      木質(zhì)纖維素生物質(zhì)占植物總生物質(zhì)材料干重的近90%，并且是纖維素和木質(zhì)素的組合物。木質(zhì)素賦予木材和樹皮細(xì)胞壁剛性和抗腐蝕性。它是一種復(fù)雜的交聯(lián)酚結(jié)構(gòu)，使得木質(zhì)纖維素衍生的生物燃料成為替代能源的有前途的來源，前提是頑固的物質(zhì)可以被降解并且可以控制有毒的副產(chǎn)物。在碳主要作為木質(zhì)素可獲得的環(huán)境中生長的微生物物種有望找到去除保護(hù)纖維素的木質(zhì)素的新方法，以改善木質(zhì)素向燃料前體的轉(zhuǎn)化。
      

      在沒有氧氣的情況下可以使用木質(zhì)素生長的一種候選物種是腸桿菌Lignolyticus SCF1，一種從熱帶雨林土壤中分離的細(xì)菌。來自馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的一組研究人員;智利瓦爾帕萊索的圣瑪麗亞大學(xué);和EMSL，環(huán)境分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)室使用新一代測序進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，對E.lignolyticus SCF1進(jìn)行了全基因表達(dá)分析。對在木質(zhì)素存在下生長的細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在生長期間在三個不同時(shí)間取樣。具有木質(zhì)素的培養(yǎng)物獲得的細(xì)胞生物量是不含木質(zhì)素的培養(yǎng)物的兩倍，并且降解了60%的可用木質(zhì)素。
      

      在木質(zhì)素修飾的條件下，與木質(zhì)素中存在的化學(xué)結(jié)構(gòu)的破壞一致的酶的補(bǔ)充被上調(diào)。此外，氫產(chǎn)生與木質(zhì)素降解的關(guān)聯(lián)表明未來可能增加木質(zhì)素降解的價(jià)值。
      
			

			
        
      
			
      
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