Теперь команда инженерной школы Прикладная наука Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработала способ сделать производство определенных видов биотоплива с помощью кишечной палочки намного более эффективным. Фучжун Чжан, доцент кафедры энергетики, окружающей среды Химическая инженерия вместе с исследователями в его лаборатории открыла новый метод, позволяющий устранить главный камень преткновения в производственном процессе.
Их результаты были недавно опубликованы в журнале Metabolic Engineering.«Это очень важный шаг, который мы выяснили, как решить эту проблему», — сказал Чжан.Жирные кислоты с разветвленной цепью (BCFA) являются важными предшественниками для производства морозостойкого или улучшенного биотоплива с низкой текучестью. Однако сделать это в бактериальных хозяевах сложно.
Он производится совместно с различными соединениями, называемыми жирными кислотами с прямой цепью (SCFA), которые имеют худшие топливные свойства. Предыдущие попытки создать E. coli, которая производила BCFA, также приводили к образованию большого количества SCFA, что затрудняло выделение BCFA для использования в будущем.«С точки зрения процесса, обычные бактерии производят в основном SCFA», — сказал Чжан. «Это действительно не лучшее топливо для использования. Раньше лучшее, что вы могли сделать, — это концентрация BCFA 20 процентов.
Затем вам нужно было использовать некоторые дополнительные химические процессы, чтобы отделить BCFA от SCFA и обогатить его. Это потребляет так много энергии что это нерентабельно.«Вместо этого наш подход конструирует этот организм так, чтобы он мог производить что-то, максимально приближенное к 100% BCFA», — сказал он.
Лаборатория Чжана ранее исследовала методы снижения концентрации SCFA в кишечной палочке. Эта новейшая статья еще больше улучшает эту работу. Разработав два разных белковых пути, которые химически влияют на бактерии, команда Чжана устранила то, что она назвала узким местом в производственной линии BCFA.
Белковые пути позволили E. coli увеличить производство BCFA до 80 процентов всех топливных продуктов.«Это более высокое качество», — сказала Гейл Бентли, докторант лаборатории Чжана и ведущий автор статьи. «Многие люди производят эти виды топлива SCFA, и, хотя это важная работа, они не обладают такими улучшенными качествами, как мы. Разница весьма значительна».Теперь, когда химический обходной путь был обнаружен, Чжан и Бентли заявили, что приложения для их работы могут распространиться на другие продукты, полученные из соединений жирных кислот.
«Соединения, которые мы сделали в форме жирных кислот, полезны как нутрицевтики, эффективны как противоопухолевые соединения», — сказал Бентли. «Также было доказано, что он эффективен для профилактики и лечения неонатального некротического энтероколита. Получение этих соединений из их первоначального источника действительно дорого, но использование этой платформы может фактически сделать его более экономически целесообразным».
Саид Чжан: «Мы действительно думаем, что это важный шаг на пути к платформе, которая может предлагать множество различных продуктов для различных приложений».Чжан в прошлом был лауреатом наград для молодых преподавателей от Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA); Национальный научный фонд; НАСА; и Управление научных исследований ВВС США.
Он и его лаборатория работают с Офисом управления технологиями Вашингтонского университета (OTM) в отношении подачи заявок на патенты и лицензирования новой технологии.Финансирование этого исследования было предоставлено DARPA (D13AP00038).