藍細菌脂肪烴生物合成途徑及脂肪醛脫甲酰加氧酶（ADO）電子轉(zhuǎn)移簡圖
由于脂肪烴生物燃料具有高能量密度,、低吸濕性和低揮發(fā)性,，且與現(xiàn)有發(fā)動機和運輸設(shè)施相兼容等優(yōu)點，已經(jīng)成為傳統(tǒng)石化液體燃料的最佳替代品之一,?；谒{細菌作為光合能源微生物體系的優(yōu)勢，通過藍細菌高效定向生物合成脂肪烴,，實現(xiàn)單一生物體內(nèi)直接利用太陽能和二氧化碳高效制備新型優(yōu)質(zhì)生物液體燃料具有重要意義,。
近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所生物代謝工程團隊在負責(zé)人,、中科院“百人計劃”入選者呂雪峰研究員帶領(lǐng)下,，從基因—蛋白—細胞等多尺度對藍細菌脂肪烴生物合成開展系統(tǒng)研究，取得一系列新進展,，相關(guān)成果發(fā)表在Applied Energy,、Biotechnology for Biofuels、Applied Microbiology and Biotechnology等期刊,。
在基因尺度,，通過對19株野生藍細菌基因序列特征分析及構(gòu)建菌株16SrDNA、脂酰ACP還原酶和脂肪醛脫甲酰加氧酶進化樹,，初步解析了產(chǎn)烴關(guān)鍵基因的分子進化關(guān)系,，并發(fā)現(xiàn)藍細菌形態(tài)特征與其脂肪烴組成之間存在一定關(guān)聯(lián)性，支鏈脂肪烴主要存在于絲狀藍細菌中,。（Applied Energy,2013,113,383-393）
在蛋白尺度,，克隆、表達,、表征了來自聚球藻PCC7942的脂肪醛脫甲酰加氧酶及還原系統(tǒng),，和異源（來自菠菜）及化學(xué)還原系統(tǒng)相比，同源還原系統(tǒng)更能促進脂肪醛脫甲酰加氧酶的活性,，比化學(xué)還原系統(tǒng)的kcat提高了近2.7倍,。（Biotechnology for Biofuels, 2013, 6:86）
在細胞尺度，優(yōu)化構(gòu)建了修飾脂肪烴生物合成途徑脂酰ACP還原酶和脂肪醛脫甲酰加氧酶等關(guān)鍵基因元件的多株基因工程藍細菌,，脂肪烴產(chǎn)量最高達到野生型的8倍,。（Biotechnology for Biofuels, 2013, 6:69）
同時,，在藍細菌基因工程方法方面，建立了基于FRT/FLP重組系統(tǒng)的藍細菌基因工程無抗篩選新方法,，實現(xiàn)了藍細菌中抗性標(biāo)簽的循環(huán)利用,，為多基因、多位點至基因組范圍的藍細菌遺傳改造,，進一步顯著提高藍細菌脂肪烴生物合成效率奠定了技術(shù)基礎(chǔ),。（Applied Microbiology and Biotechnology, 2013, doi:10.1007/s00253-013-4837-6）
上述工作得到了科技部“973”計劃、國家自然科學(xué)基金委,、中國科學(xué)院,、波音公司等項目支持。（生物谷 Bioon.com）
