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天津工业生物所在微生物电合成方面取得进一步进展
  发布时间:2019-07-22    供稿部门:

  微生物电合成(Microbial electrosynthesisMES)是微生物利用电能作为还原力将CO2、葡萄糖或者其它底物还原合成为各种化学品的过程。微生物电合成系统包括阳极(对电极),参比电极和阴极(工作电极)。阴极电子在细胞内被转化为还原当量,为胞内CO2的固定、富马酸还原转化丁二酸等提供还原力。随着温室气体排放问题日益严峻,微生物电合成技术作为一种绿色可持续的生物固碳技术,成为当今研究热点。 

  中科院天津工业生物技术研究所张学礼研究员带领的微生物代谢工程研究团队和毕昌昊研究员带领的代谢工程与合成生物技术研究团队合作,在微生物电合成技术方面取得重要进展。该文章着重研究了胞内辅酶系统对细胞电活性的影响,在先前构建的大肠杆菌电合成发酵系统的基础上,通过改造黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD, flavin adenine dinucleotide)的合成途径,提高了胞内FAD的水平,从而增加了大肠杆菌的电活性。该研究还发现MES系统有利于还原性产物(乳酸、乙醇等)合成,将丁二酸高效合成模块组装到高电活性的大肠杆菌的电能细胞中,丁二酸转化率得到较大提升。本研究为进一步加强大肠杆菌电能细胞性能提供了新的思路。 

  该研究得到中科院重点部署项目“二氧化碳人工生物转化”的支持。相关成果发表在Biochemical Engineering Journal 杂志上。中科院天津工业生物所和南京理工大学联合培养博士生吴再强为论文第一作者,中科院天津工业生物所毕昌昊研究员和张学礼研究员为论文通讯作者。 

   

细胞FAD水平与电活性的可能联系 

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