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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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天津工生所在構(gòu)建多酶復(fù)合體提高纖維素產(chǎn)電效率方面取得進(jìn)展

2019-12-04 天津工業(yè)生物技術(shù)研究所

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語音播報

　　近日，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所體外合成生物學(xué)中心研究員游淳和朱之光帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊，通過在纖維素產(chǎn)電體外多酶系統(tǒng)中構(gòu)建多酶復(fù)合體，提高了整個反應(yīng)體系的產(chǎn)電效率。在前期設(shè)計的利用體外多酶系統(tǒng)將纖維素生物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)計量轉(zhuǎn)化的酶法磷酸解途徑基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊將途徑中的限速酶（纖維寡糖磷酸化酶）與下游級聯(lián)酶（葡萄糖磷酸變位酶）構(gòu)建為不同類型的多酶復(fù)合體（圖a），其中最優(yōu)多酶復(fù)合體催化纖維素產(chǎn)葡萄糖6-磷酸的磷酸解的反應(yīng)速率，能夠提高2.4倍，將該多酶復(fù)合體應(yīng)用于纖維素產(chǎn)電體外多酶系統(tǒng)中，相對于游離酶系統(tǒng)，電流密度和功率密度分別提高3.35倍和2.14倍（圖b，c）。該研究首次報道了利用纖維素生產(chǎn)生物電，并且為提高體外多酶系統(tǒng)初始反應(yīng)速度和轉(zhuǎn)化效率提供了新思路。

　　該研究得到中科院重點部署項目和國家自然科學(xué)基金的支持，相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在Biotechnology for Biofuels。天津工生所助理研究員孟冬冬為論文的第一作者，游淳和朱之光為論文共同通訊作者。

　　文章鏈接

　　通過構(gòu)建多酶復(fù)合體提高體外多酶系統(tǒng)催化纖維素進(jìn)行生物制造的效率。（a）催化纖維素生產(chǎn)生物燃料的體外多酶系統(tǒng)；（b）游離酶系統(tǒng)具有差的催化纖維素產(chǎn)葡萄糖6-磷酸的能力；（c）多酶復(fù)合體推動纖維素磷酸解產(chǎn)葡萄糖6-磷酸。

　　纖維素是地球上最豐富的可再生資源，可以被用來生產(chǎn)生物燃料和生物基化學(xué)品。相對于傳統(tǒng)微生物發(fā)酵法利用纖維素進(jìn)行生物制造，體外多酶系統(tǒng)可操作性強(qiáng)、產(chǎn)品得率高、反應(yīng)速度快，已經(jīng)被成功應(yīng)用到催化纖維素完全轉(zhuǎn)化生產(chǎn)肌醇中。但在利用纖維素產(chǎn)電或產(chǎn)氫的體外多酶途徑中，由于反應(yīng)途徑活化能高、關(guān)鍵酶比酶活低、下游反應(yīng)拉動能力差等原因，導(dǎo)致整個反應(yīng)體系初始反應(yīng)速度和轉(zhuǎn)化效率仍受到限制。
　　近日，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所體外合成生物學(xué)中心研究員游淳和朱之光帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊，通過在纖維素產(chǎn)電體外多酶系統(tǒng)中構(gòu)建多酶復(fù)合體，提高了整個反應(yīng)體系的產(chǎn)電效率。在前期設(shè)計的利用體外多酶系統(tǒng)將纖維素生物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)計量轉(zhuǎn)化的酶法磷酸解途徑基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊將途徑中的限速酶（纖維寡糖磷酸化酶）與下游級聯(lián)酶（葡萄糖磷酸變位酶）構(gòu)建為不同類型的多酶復(fù)合體（圖a），其中最優(yōu)多酶復(fù)合體催化纖維素產(chǎn)葡萄糖6-磷酸的磷酸解的反應(yīng)速率，能夠提高2.4倍，將該多酶復(fù)合體應(yīng)用于纖維素產(chǎn)電體外多酶系統(tǒng)中，相對于游離酶系統(tǒng)，電流密度和功率密度分別提高3.35倍和2.14倍（圖b，c）。該研究首次報道了利用纖維素生產(chǎn)生物電，并且為提高體外多酶系統(tǒng)初始反應(yīng)速度和轉(zhuǎn)化效率提供了新思路。
　　該研究得到中科院重點部署項目和國家自然科學(xué)基金的支持，相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在Biotechnology for Biofuels。天津工生所助理研究員孟冬冬為論文的第一作者，游淳和朱之光為論文共同通訊作者。
　　文章鏈接
　　通過構(gòu)建多酶復(fù)合體提高體外多酶系統(tǒng)催化纖維素進(jìn)行生物制造的效率。（a）催化纖維素生產(chǎn)生物燃料的體外多酶系統(tǒng)；（b）游離酶系統(tǒng)具有差的催化纖維素產(chǎn)葡萄糖6-磷酸的能力；（c）多酶復(fù)合體推動纖維素磷酸解產(chǎn)葡萄糖6-磷酸。

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