微生物代谢工程对于生物燃料的生产： 用合成生物学把生物废料变成燃料

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1 微生物代谢工程对于生物燃料的生产： 用合成生物学把生物废料变成燃料
舒伟良

2 摘要 石油资源的枯竭，及环保法规的限制促进了生 物燃料生产的发展 生产生物燃料的微生物需待改造
合成生物学和代谢工程为生物燃料的生产提供新希望

3 主要内容 主要的运输燃料及其替代品（生物燃料） 生物燃料的获得途径 生物合成途径的探索

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5 汽油－醇类 汽油（碳数量4～12） 辛烷值：91～99 乙醇 辛烷值：129 燃烧热：相当于汽油的70％ 正丁醇（比乙醇更不溶于水）
辛烷值：96 燃烧热:比乙醇高40％ 异丁醇 异戊醇

6 柴油－生物柴油 柴油（碳数量9~23） 生物柴油（一般是由不饱和脂肪酸组成的甲酯，碳数量12～22） 类异戊二烯
在植物中天然形成的、低温下流动性较好但是十六烷值比较低）

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8 生物燃料的获得 乙醇等醇类 通过微生物发酵获得 生物柴油 a.从动植物油脂经甲酯化获得（动物脂肪，棕榈油）
b.利用微藻快速热解制备生物柴油的方法 c.用废塑料、废油、废植物油脚提取汽、柴油

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10 代谢工程 利用基因工程技术对工程菌株进行改进 加入辅助的代谢途径 删除竞争途径 添加辅助因子

11 最近有报道说在酵母中加进木糖还原酶和木糖醇 脱氢酶后，其能利用木糖进行发酵。
木糖还原酶（利用NADPH比NADH多） 木糖醇脱氢酶（只利用NAD+） 利用删除谷氨酸脱氢酶GDH1（依赖NADP+）和过表达GDH2(依赖NAD+)

12 合成生物学 改造和重组基因 重新构建新的基因组（只含维持生命活动必需的基因）

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15 合成生物学在生物燃料生产中的应用 例如，通过感知周边环境去设计一个从纤维素消化模式到生物燃料生产模式转换的细菌
建立一个最小基因组的生物燃料生产菌株 降低生物燃料生产成本

16 结论 　　最近增加的能源和燃料成本已导致在更加重视寻找替代化石燃料。利用先进的工具——合成生物学，可以使生产生物燃料更高效地由人工控制，使我们利用我们现有的运输基础设施，而不是取代它，以便使用“天然”的生物燃料乙醇。　

17 Thank you!