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Science:发现一种海藻光致酶直接利用蓝光将脂肪酸转化为烃类化合物

来源:本站原创 2017-09-11 18:46


图片来自A. Kitterman/Science, doi:10.1126/science.aao4399。

2017年9月11日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,法国研究人员发现一种海藻光致酶(algal photoenzyme)利用蓝光将脂肪酸转化为烃类化合物。这一发现有可能为人们提供一种新的方法来制造烃类化合物能源。相关研究结果发表在2017年9月1日的Science期刊上,论文标题为“An algal photoenzyme converts fatty acids to hydrocarbons”。

英国曼彻斯特大学的Nigel Scrutton针对这项研究在同期Science期刊上发表了一篇标题为“Enzymes make light work of hydrocarbon production”的观点类型的论文,概述了在一种基于生物学的制造过程中利用光化学反应的研究进展。

正如Scrutton指出的那样,在基于生物学的制造过程中使用光催化作用是比较罕见的。这主要是因为缺乏对光线作出反应的生物材料。显著的是,很多有机体确实会对光线作出反应,但是这些有机体很少使用将光线作为直接能源的酶。在这项新的研究中,这些研究人员发现一种例外:一种利用蓝光和核黄素辅因子将脂肪酸转化为烃类化合物的海藻光致酶。可想象得到的是,如果能够扩大这种过程的规模,那么所产生的烃类化合物有可能作为能源加以使用。

这种酶是在小球藻(Chlorella variabilis)中发现到的,被称作这些研究人员称为脂肪酸光脱羧酶(fatty acid photodecarboxylase, FAP),而且它是与辅因子黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide, FAD)一起发挥作用的。他们发现FAP酶的作用机制是将黄素的生物催化性质和光受体性质结合在一起,通过自由基化学催化脂肪酸,移除脂肪酸中的羧基,从而形成烃类化合物。

这些研究人员报道他们利用蓝光照射大肠杆菌表达的FAP酶,随后观察它的作用机制。他们也构建出这种酶的晶体结构以便发现在催化时它是如何结合到脂肪酸上的。他们进一步指出他们的研究提示着其他的黄素酶可能也是光致酶,这等待人们去发现。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Damien Sorigué, Bertrand Légeret, Stéphan Cuiné et al. An algal photoenzyme converts fatty acids to hydrocarbons. Science, 01 Sep 2017, 357(6354):903-907, doi:10.1126/science.aan6349

Nigel S. Scrutton. Enzymes make light work of hydrocarbon production. Science, 01 Sep 2017, 357(6354):872-873, doi:10.1126/science.aao4399

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