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细菌代谢产物可用于制造喷气燃料

2022-07-08 14:24:12  来源:科技日报  责编:陈晨

  飞机燃油短缺是一些国家面临的问题。近日发表在《焦耳》杂志上的研究中,美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员发现,常见的细菌代谢过程产生的一种环丙烷分子可用于制造喷气燃料。这种生物合成过程产生的燃料或可成为传统燃料的替代品。

  论文主要作者、丹麦技术大学生物可持续发展中心的微生物学家巴勃罗·克鲁兹-莫拉莱斯说,当喷气燃料被点燃时,它会释放出大量的能量,实验室的科学家们认为,肯定有一种方法可以复制这种方式,而不需要等待数百万年才能形成新的化石燃料。

  此次,研究人员想要合成一种能够产生大量能量的分子,它被称为Jawsamycin。单词中的Jaws来源于电影《大白鲨》,因为这种新的分子有类似咬痕的凹痕,是由一种链霉菌产生的。

  克鲁兹-莫拉莱斯说:“这个配方已经存在于自然界中了。这种锯齿状的环丙烷分子是细菌吞噬葡萄糖时的自然新陈代谢产生的。当它们吃糖或氨基酸时,细菌会分解它们,并将它们转化为碳-碳键的构成原料。”

  环丙烷分子之所以有易燃特性,是由于环丙烷三个碳原子以三角形排列的环。克鲁兹-莫拉莱斯解释说:“三角形会使化学键弯曲,而这种张力需要能量才能产生。”

  研究确定聚酮合酶是负责构建这些高能环丙烷分子的酶。研究人员在链霉菌宿主中导入迭代型聚酮合酶后,实现了脂肪酸的产生,然后,通过脂肪酸的酯化反应获得了燃料。

  “聚酮合酶是制造有机化学的终极生物工具。”克鲁兹-莫拉莱斯说,细菌产生的燃料很像生物柴油。研究人员需要对其进行处理,使其能够在低于燃烧脂肪酸所需的温度下点燃,点燃时,它的威力将足以将火箭送入太空。

  克鲁兹-莫拉莱斯表示,如果能用生物制造飞机和火箭的燃料,将是一种化石燃料的替代方案,为实现可持续发展提供了新的可能性。(实习记者 张佳欣)

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