不必要的纤维素生物燃料副产品提高乙醇产量

近日，美国伊利诺斯大学的科研人员在NatureCommunications杂志上发表文章，指出他们使用了工程酵母消耗乙酸。乙酸是将植物树叶、茎和其他组织转化为生物燃料过程中不必要的副产品。这一创新使木质纤维素原料生产乙醇的产量增加了10%。

酿酒酵母可以发酵单糖，如玉米、甘蔗中的糖，生产乙醇。但是使用这种酵母发酵植物的茎、叶不是那么容易的。在工业规模上实现这一过程成本很高，因为其中涉及分解木质纤维素的关键组成部分——半纤维素。如果分解半纤维素，会得到木糖和乙酸。木糖是一种糖，研究人员可使用酵母工程菌株发酵木糖。但是，乙酸是一种会杀死酵母的有毒化合物，这是纤维素乙醇生产过程中最大的问题之一。

在早期的研究中，科研人员使用工程酿酒酵母有效地消耗了木糖。这增加了乙醇产量，但该过程中产生了过量的NADH——一种电子转移分子，是所有细胞能量货币的一部分。乙酸的积累也杀死了大多数酵母。研究人员经过讨论有了一个想法，也许可以诱导酵母消耗乙酸，在木糖代谢过程中也可能使用盈余的NADH。随后，研究人员发现了另一种细菌，可以消耗乙酸。他们确认了这一酶催化过程，并发现这种酶不仅可以将乙酸转化为乙醇，还可以在木糖代谢中使用剩余的NADH。但是研究人员还没有将酵母基因导入，而是首先确定之前的努力是否成功。研究人员使用电脑模拟，查看如何添加新的基因到酵母的代谢目录中以影响其乙醇产量。通过计算，他们确认了之前的代谢途径可以提高乙醇产量。随后，通过细致的工作，研究人员将所需的基因插入到酿酒酵母菌株中。当测试酵母菌株时，发现这种方法可以提高10%的乙醇产量。

程静摘译自：http://news.illinois.edu/news/13/1008biofuels_Yong-SuJin.html