Ученые из США создали бактерий, превращающих сахар в аналог нефти

25.11.2021 10298

Американские биохимики создали новый штамм кишечной палочки, способный поглощать различные сахара и использовать их молекулы для производства биотоплива на базе непредельных углеводородов. Об этом сообщила пресс-служба университета Буффало.

«Мы создали двухступенчатый биохимический процесс, позволяющий напрямую превращать глюкозу в непредельные углеводороды при помощи живых и неживых катализаторов. Производство биотоплива подобным образом приблизит человечество к созданию полноценной «зеленой энергетики», — заявила доцент университета Буффало (США) Ван Чжэнь.

За последние десятилетия биохимики и биотехнологи разработали несколько методов превращения растительной биомассы в различные виды топлива. Как правило, оно производится в несколько этапов с участием грибков и разных видов бактерий. Эти виды топлива сейчас широко используются, однако они отличаются высокой себестоимостью производства и низкой энергетической емкостью по сравнению с обычным бензином.

Ван Чжэнь и ее коллеги предложили решить эту проблему при помощи бактерий, способных напрямую превращать растительное сырье и содержащиеся в нем сахара в набор непредельных углеводородов, похожий по составу и свойствам на бензин, дизельное топливо и прочие нефтепродукты.

Для создания подобных микробов ученые встроили в геном обычной кишечной палочки набор из четырех генов, содержащих инструкции по сборке молекул ферментов, постепенно превращающих глюкозу и другие сахара в жирные кислоты. Эти белки были подобраны таким образом, чтобы не мешать работе всех остальных клеточных систем, связанных с синтезом жиров, и поэтому они не угрожали жизни микробов.

Все эти ферменты, как подчеркивают ученые, не были разработаны в лаборатории, а были позаимствованы из геномов других бактерий, в частности, болезнетворной бактерии Treponema denticola, связанного с развитием пародонтита. Биохимики адаптировали эти белки для работы друг с другом, после чего проверили, сможет ли созданная ими кишечная палочка превращать сахар в аналог бензина и других нефтепродуктов.

Как показали последующие опыты, для его производства потребовался еще один компонент, катализатор на базе окиси ниобия, превращающий жирные кислоты в непредельные углеводороды. В комбинации с микробами он позволяет превращать значительную часть глюкозы, около 8% от ее изначальной массы, в биологический аналог нефти.

По мнению Ван Чжэнь и ее коллег, этот показатель в будущем можно будет значительно повысить, если подобрать более удачную комбинацию бактериальных ферментов и неорганических катализаторов. При этом ученые допускают, что даже текущая версия этой технологии может оказаться выгодной для массового производства бактериального бензина и других биоаналогов нефтепродуктов.

Источник: Оригинальная статья опубликована на сайте РМЖ (Русский медицинский журнал): ( Ссылка us: rusmedjournal on Facebook )