Кишечная палочка (E. coli) в состоянии терпеть жидкую соль, используемую, чтобы разбить биомассу завода на сладкие полимеры. Поскольку соленый растворитель, известный как ионные жидкости, вмешивается в более поздние стадии в производстве биотоплива, он должен быть удален перед переходом, процесс, который занимает время и деньги.
Заражение ионными жидкими терпимыми бактериями избавляет от необходимости смывать остаточную ионную жидкость.Успех, описанный в исследовании, которое будет издано вторник, 10 мая в журнале Green Chemistry, является критическим шагом в создании биотоплива жизнеспособный конкурент ископаемого топлива, потому что это помогает оптимизировать производственный процесс.«Способность соединить все однажды, уйдите, возвратитесь, и затем получите свое топливо, необходимый шаг в продвижении с экономикой биотоплива», сказал научный руководитель исследования Эйндрила Махопэдхьяи, вице-президент Топливного Подразделения Синтеза в Суставе Институт BioEnergy (JBEI), Научно-исследовательский центр Биоэнергии САМКИ в Berkeley Lab. «E. coli, который мы развивали, получает нас ближе к той цели.
Это похоже на шасси, что мы строим другие вещи на, как шасси автомобиля. Это может использоваться, чтобы объединить многократные недавние технологии, чтобы преобразовать возобновляемый углеродный источник как switchgrass к продвинутому реактивному топливу».
Разрушение процесса производства биотопливаОсновные шаги производства биотоплива начинаются с разрушения, или демонтирования, целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, которые связаны в сложной структуре завода. Ферменты тогда добавлены, чтобы выпустить сахар от той клейкой смеси целлюлозы и гемицеллюлозы, шаг, названный saccharification.
Бактерии могут тогда взять тот сахар и произвести в большом количестве желаемое биотопливо. Многократные шаги все сделаны в отдельных горшках.
Исследователи в JBEI вели использование ионных жидкостей, солей, которые являются жидкостью при комнатной температуре, чтобы заняться разрушением растительного материала из-за эффективности, с которой работает растворитель. Но что делает ионные жидкости большими для разрушения, также делает его вредным для нисходящих ферментов и бактерий используемый в производстве биотоплива.
Предыдущие исследования нашли способы обратиться к этим проблемам. В 2012 исследователи JBEI, включая Блэйка Симмонса, соавтора на этом новом исследовании, обнаружили номер люкс saccharification ферментов, которые были терпимы к ионным жидкостям.Мэриджк Фредерикс, первый автор этого недавнего исследования и постдокторский исследователь в лаборатории Махопэдхьяи, установил, что мутация аминокислоты в гене rcdA, который помогает отрегулировать различные гены, приводит к E. coli напряжение, которое очень терпимо к ионным жидкостям, предоставляя важную часть загадке.
Они использовали это напряжение в качестве фонда, чтобы основываться на более ранней работе – включая ионные жидкие терпимые ферменты – и предпринять шаги далее к финишной черте биотоплива с одним горшком.Соединение частейОни продолжили проверять E. coli, напряжение, используя ионную жидкость предварительно рассматривало switchgrass, обеспеченный Продвинутой и демонстрационной единицей процесса биопродуктов (ABPDU) Биотоплива САМКИ, средством биотоплива на Berkeley Lab, запущенной в 2011, чтобы ускорить коммерциализацию биотоплива.
«Вооруженный rcdA вариантом, мы смогли спроектировать напряжение E. coli, который мог не только терпеть ионную жидкость, но это могло также произвести ионные жидкие терпимые ферменты, которые уничтожают целлюлозу, делают сахар, едят ее и делают биотопливо», сказал Фредерикс. «E. coli остается рабочей лошадью микробный хозяин в синтетической биологии, и в нашем исследовании, используя «ионную жидкость, терпимую» E. coli напряжение, мы можем объединить много более ранних открытий, чтобы создать продвинутое биотопливо в единственном горшке».В то время как этанол может быть одним из более общих продуктов, чтобы появиться из этого процесса, исследователи обратились к более продвинутому биотопливу, которое может обладать большим количеством энергетической мощности.
В этом случае они использовали производственные пути, также развитые в JBEI ранее, и произвели d-limonene, предшественника реактивного топлива.«В конечном счете мы в JBEI надеемся развивать процессы, которые прочны и просты, где можно непосредственно преобразовать любой возобновляемый растительный материал в заключительное топливо в единственном горшке», сказал Махопэдхьяи. «Это исследование помещает нас один шаг ближе к этому «полету на Луну»».