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生物酶“联手”大肠杆菌 破解尼龙单体合成污染难题【雅博体育官网】
本文摘要:雅博体育,雅博体育官网,生物酶与大肠杆菌合作解读尼龙单体合成污染问题。

生物酶与大肠杆菌合作解读尼龙单体合成污染问题。尼龙是一种应用非常广泛的合成纤维。尼龙的种类很多,尼龙66是最主要的一种。

尼龙66的主要原料之一己二酸是一种二羧酸尼龙单体,其合成主要依靠多步化学氧化工艺,污染大、能耗高。湖北大学生命科学学院李爱涛教授团队与省部级联合组建的生物催化与酶工程国家重点实验室,设计了一条新的人工生物合成途径,合理设计了微生物菌群催化体系。

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空气中的氧气在水溶液中用作氧化剂。在此过程中,环烷烃或环烷醇转化为相应的二元酸尼龙单体。

研究结果预计如此。e 困扰科学界和工业界近半个世纪的问题。

相关论文10月7日在线发表于Nature Communications。尼龙单体化学合成,环境污染受限。尼龙是聚酰胺的俗称,是世界上第一种合成纤维。

它的合成不仅是纤维合成行业的重大突破,也是高分子化学的一个重要里程碑。尼龙有很多种。

��单体结构分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族尼龙。其中以脂肪族尼龙66最为重要,广泛应用于纺织服装、医药卫生、农业食品、物流运输、军事国防等领域。国家的重要地区。

尼龙66是由自身二酸与自身二胺缩合而成,自身二酸是其主要单体。其合成主要依靠多步化学o。高污染、高能耗的处理过程。李爱涛介绍,这一过程需要使用大量腐蚀性硝酸,同时产生大量一氧化氮、一氧化二氮等有害温室气体,带来全球变暖、臭氧空洞等环境问题。

,严重制约了尼龙66产业的发展。发展。针对上述问题,近几十年来,科学家们一直在探索这种尼龙单体的新型高效、绿色合成方法和技术。

例如,德国阿尔伯特爱因斯坦大学的马蒂亚斯贝勒教授团队最近在科学期刊上发表了一篇论文。他们发明了一种新技术,可以在没有硝酸的情况下生产自己的二酸。即,使用钯。

该催化体系实现了丁二烯二元化的一步二酸酯。但是,该系统仍存在一定的局限性,例如催化剂稳定性差。贵金属回收困难,成本高,限制了进一步的工业应用。3种大肠杆菌表达8种酶,获得菌落催化剂。

随着合成生物技术的发展,人工设计的多酶级联催化可以将多种具有不同催化活性的酶催化剂置于同一个反应体系中。在温和环保的条件下,廉价易得的原料,一锅多步合成人类必需的高附加值产品。另外,如果直接使用表达多种酶的细胞作为催化剂,在体内催化目标反应,可以避免酶的分离纯化和添加昂贵的辅助酶,大大降低生产成本。由于这些原因,从头开始设计细胞催化剂以在体内实现目标级联催化反应具有吸引力。

d 多注意。将这种方法应用于我们自己的二酸合成,有望解决困扰科学界和工业界几十年的问题。为了实现这个目标,李爱涛团队开始了。

�开始设计包含8种酶的生物合成方法,期望在同一反应体系中通过级联催化将环己烷转化为自身的二酸。研究人员试图在同一个细胞中表达8种酶来构建细胞催化剂,发现由于细胞过载,在细胞内表达低,整体反应催化效率较差。为了解决上述问题,他们将8种酶分散到3种大肠杆菌中,先得到3种具有不同催化功能的细胞催化剂,再将3种细胞结合得到菌群催化剂。

通过分工协作,高效绿色合成环烷酸为己二酸。终于实现了。该工艺在室温、压力、水相、温和条件下进行催化反应,采用自给辅酶自循环,不需要外加昂贵的辅酶,成本低。同时,反应过程无中间产物积累,选择性高,产物单一,后续分离纯化简单。

此外,通过即插即用策略,三种电池催化剂的自由组装可以从某个环节的中间产物开始,通过催化自行合成。二酸产品。进一步设计大肠杆菌菌落后,可以使用不同碳数的环烷烃或环烷醇合成不同尼龙单体的二元羧酸,充分证明了该方法的通用性。

此外,还可以利用肠杆菌微生物群作为催化剂,实现己二酸的规模化制备。为利用生物方法大规模合成α,ω-二羧酸奠定了重要基础。编辑:罗攀。


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