新策略运用工程微生物将木质素转化为更有价值的商品

通过一些基因改造,一种以碳氢化合物为食的土壤细菌显示出了成为生物工厂的潜力,可以将可再生的——但令人失望的是,尚未开发的——回报转化为无处不在的塑料的替代品。

威斯康星大学 - 麦迪逊博士后研究员Alex Linz审查了用N. aromaticivorans(黄色)划线的板,可以将来自植物细胞的可再生源 - 木质素转变为替代石油基塑料。(图片信用:Chelsea Mamott,Glbrc)

科学家,如那些人威斯康星大学 - 麦迪逊该研究中心一直在研究构成植物细胞壁的纤维纤维素中的糖分。该中心希望将木本植物转化为石油的替代品,用于生产燃料和其他化学品。

获得这些糖的大部分工作都需要去除木质素,木质素是一种填充细胞壁中纤维素和其他化学成分之间空隙的聚合物。

这一过程产生了大量有用的纤维素,也产生了大量从未被认为有用的木质素。100多年来,造纸厂一直在从木材中去除木质素造纸,发现木质素的价值非常低,只是在造纸厂的锅炉中燃烧。

他们说你可以用木质素制造任何东西,除了钱

米格尔佩雷斯,研究生,民间和环境工程,UW-MEDISON。

但是,他们可能不知道Novosphillobium aromaticivorans而且它也是如此。

Perez,民间和环境工程丹尼尔尼诺拉州丹尼尔诺福拉州(Glbrc)和同事和威斯康星能源学院的同事报告了期刊绿色化学关于一种使用方法n aromaticivorans将木质素转换为更有用的产品。

木质素是最丰富的来源 - 除了在地球上的石油芳香化合物诺格拉说,这类似于从石油中生产塑料和化学品。然而,大而复杂的木质素分子很难有效地分解成有用的组成部分。

研究人员参与了细菌,这首先是孤立的,而在石油产品污染后富含芳香化合物的土壤繁殖。

其他微生物选择,选择,n aromaticivorans对木质素中的芳烃进行生物漏斗。它的专长是它可以将几乎所有不同的木质素分解为较小的芳香烃。

在以前尝试的其他微生物可以能够消化木质素中发现的几种类型的芳烃。当我们遇到这种微生物时,它已经擅长降低各种化合物。这使得这种微生物非常有前途

米格尔佩雷斯,研究生,民间和环境工程,UW-MEDISON。

在其消化过程中,微生物将那些芳族化合物转化为2-Pyrone-4,6-二羧酸 - 更常见的PDC。通过从微生物中消除三种基因,科学家们将中间PDC转化为最后阶段。这些工程化细菌原来是漏斗,其中不同的木质素片进入,并且PDC流出的地方。

日本的生物工程师已经使用PDC生产了一系列对消费品有价值的材料。欧洲杯足球竞彩

它们已经发现该化合物比宠物聚合物样塑料瓶和合成纤维的最常见的石油基添加剂相同或更好 - 这是世界上生产的最常见的聚合物,”佩雷斯说。

如果只有PDC更容易获得,那将是一种吸引人的塑料替代品,一种将在环境中自然降解的塑料替代品,并且不会将激素模仿化合物渗入水中。

没有工业过程来做,因为PDC是如此难以制造的现有路线但是,如果我们从纤维素那里制作生物燃料并产生木质素 - 我们曾经烧伤的东西 - 我们可以将木质素有效地转变为PDC,这可能会改变这种化合物的工业利用市场

Daniel Noguera,民间和环境工程教授,UW-Madison。

目前,工程改造上n aromaticivorans可将至少59%的木质素潜在有用的化合物转化为PDC。然而,新的研究显示了更大的前景,佩雷斯有进一步操纵该微生物的目标。

如果我们可以以足够的速率使该管道产生足够的收益率,我们可能会创造一个新的行业“诺瓜拉说。

威斯康星校友研究基金会已经就这项技术提交了专利申请。

这项工作得到了能源部(BER DE-FC02-07ER64494 AND DE-SC0018409)和智利国家科学技术研究委员会的资助。

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