Исследователи создают нового кандидата на роль более чистого, экологичного и возобновляемого дизельного топлива
Исследователи из Объединенного института биоэнергетики (JBEI) Министерства энергетики США создали генетически модифицированные бактерии Escherichia coli (E. coli), способные производить значительные количества метилкетонов из глюкозы. В последующих тестах эти соединения показали высокие цетановые числа, что делает их перспективными кандидатами для производства биотоплива нового поколения.
Ключевые достижения:
- Ученые увеличили продукцию метилкетонов в E. coli более чем в 4000 раз с помощью относительно небольшого числа генетических модификаций.
- Два основных изменения: модификация определенных этапов метаболического пути бета-окисления и увеличение экспрессии нативного белка E. coli под названием FadM.
- Измеренные цетановые числа (показатель качества воспламенения для
дизельного топлива, аналогичный октановому числу для бензина) оказались
высокими:
Ундеканон: 56.6
Смесь 50/50 ундеканона и тридеканона: 58.4
Для сравнения: в США минимальное требование для дизельного топлива — 40.
Проблема и решение:
Первоначально исследуемые метилкетоны имели относительно высокую температуру плавления, что является недостатком для низкотемпературных свойств топлива. Ученям удалось смягчить эту проблему, увеличив в штаммах-продуцентах долю мононенасыщенных метилкетонов, которые имеют гораздо более низкие температуры плавления.
Контекст и перспективы:
- Метилкетоны — это природные соединения, используемые сегодня в парфюмерии и пищевой промышленности (ароматы, вкусы).
- Данная работа расширяет список природных химических соединений, которые могут служить биотопливом.
- Следующие шаги будут сосредоточены на дальнейшем увеличении производства и оптимизации топливных свойств метилкетонов путем регулирования их состава по длине цепи и степени ненасыщенности.
Исследование опубликовано в журнале Applied and Environmental Microbiology под заголовком "Engineering of Bacterial Methyl Ketone Synthesis for Biofuels".