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青島農(nóng)業(yè)大學(xué)在光合固碳領(lǐng)域取得重要進(jìn)展 可直接合成高附加值化合物
2022年09月14日 13:21:36
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：5020
近日，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授楊建明團(tuán)隊(duì)在光合固碳研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)利用合成生物學(xué)技術(shù)成功構(gòu)建了一種新型的光合細(xì)菌——沼澤紅假單胞菌平臺(tái)，可直接從CO2和生物柴油的副產(chǎn)物(廢甘油)中直接合成高附加值化合物——番茄紅素。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】自工業(yè)革命以來，人類向大氣中排入的二氧化碳等吸熱性強(qiáng)的溫室氣體逐年增加，大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境造成極大影響。減碳減排已經(jīng)成為綠色發(fā)展必然趨勢(shì)，其中，生物固碳技術(shù)同樣也是降低大氣中二氧化碳含量的措施之一。高效的CO2微生物固定技術(shù)，不僅能有效緩解溫室效應(yīng)，還能為化工產(chǎn)品生產(chǎn)開拓新原料，對(duì)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰“和”碳中和”具有十分重要意義。
近日，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授楊建明團(tuán)隊(duì)在光合固碳研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)利用合成生物學(xué)技術(shù)成功構(gòu)建了一種新型的光合細(xì)菌——沼澤紅假單胞菌平臺(tái)，可直接從CO2和生物柴油的副產(chǎn)物(廢甘油)中直接合成高附加值化合物——番茄紅素。
該成果首次證明了甘油同化與CO2生物固定的顯著協(xié)同效應(yīng)機(jī)制：即甘油降解過程中產(chǎn)生的NADH為CO2的固定提供所需的電子，而甘油產(chǎn)生的磷酸二羥丙酮 (DHAP)有利于1,5-二磷酸核酮(Ru1,5P)的再生，這是Calvin-Benson-Bassham(CBB)循環(huán)中的關(guān)鍵步驟。
最終的工程菌株RPLYC45在補(bǔ)加甘油及CO2補(bǔ)料分批培養(yǎng)中番茄紅素含量達(dá)到283.22 mg/gDCW，是原始菌株的87.4倍，這是迄今為止報(bào)道的光合細(xì)菌利用生物固定CO2合成番茄紅素所獲得的最高產(chǎn)量。
本研究結(jié)果表明，沼澤紅假單胞菌具有非常大的應(yīng)用潛力：即被設(shè)計(jì)成一種以CO2和廢甘油為原料的微生物細(xì)胞工廠，該合成過程比異養(yǎng)微生物(大腸桿菌、釀酒酵母等)中生產(chǎn)番茄紅素的生物合成過程具有更綠色、更可持續(xù)性等優(yōu)勢(shì)。
相關(guān)論文Enhanced CO2 capture for photosynthetic lycopene production in engineered Rhodopseudomonas palustris, a purple nonsulfur bacterium于近日發(fā)表在國(guó)際期刊《Green Chemistry(綠色化學(xué))》上。
參考來源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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