預測未來的汽車燃料與您最喜歡的啤酒相似。隨著生物燃料生產的出現,這種願景更接近現實,在這種情況下,小型酵母細胞位於將可再生有機材料返回到能量的最前沿。但是,這些微生物面臨著一個挑戰:它們對有助於創造的產品很敏感。諸如異丁醇之類的成分雖然對它們的出色燃料品質有希望,但仍破壞了酵母細胞內的微妙平衡,這給生物燃料的生產帶來了相當大的障礙。
在解決這一障礙的問題上,已經發現了一種發明的方法,該方法將酵母與異丁醇的嚴酷作用相比,將酵母置於保護層。從自然遊戲書中藉用的是,可以將來自最高生物體的蛋白質(稱為膜聯蛋白)插入頂部以增強其細胞障礙。這些蛋白質充當裝甲服裝,可以穩定細胞的外層,保護它們免受生物燃料造成的損害,並以我們使用可持續能量的方式標記潛在的革命。這一進步不僅旨在提高生物燃料生產的效率,而且還標誌著我們邁向最綠色能源解決方案的重要一步。
在弗吉尼亞大學(University of Virginia),卡爾·克魯茲(Carl Creutz)教授進行了一項重大的創新,將大大提高生物燃料生產的效率。科學報告中的紀錄片,他的研究表明瞭如何在武器細胞中納入反對異丁醇的毒性影響。該解決方案涉及生物燃料生產中的一個主要問題:生物燃料對發酵過程中涉及的基本微生物的負面影響。
生物燃料的生產是可再生能源不可或缺的策略,受到酵母中異丁醇等物質的毒性的挑戰,對發酵至關重要。 Creutz教授詳細介紹了該策略,他說:“與細胞膜相關的依賴性鈣依賴性蛋白(稱為Anexin)可以減少異丁醇對釀酒酵母和復雜膜功能的有害作用。”克魯茲研究的本質在於膜聯蛋白的保護性。這些蛋白質可保護酵母細胞膜免受異丁醇損傷,從而增加酵母的存活並維持關鍵的發酵功能。 Creutz建議:“附屬動物可以充當“分子繃帶”,精確地集中在膜損傷的位置上。”
A部分。 Anexine蛋白(由紅色線圈描述)與鈣離子通過疏水性生物結構引起的缺陷結合。附錄通過恢復膜的正常結構來修復流量。
b。 通過表達動物或多細胞植物的基因在酵母細胞中產生Anexinas。生產許多Anexin以覆蓋所有頁面 膜損傷。
c。 在存在2%異丁醇的情況下,Anexin的產生可提高酵母的活力。通過用分光光度計測量酵母培養的多雲(在吸收單元中 – 縮短為A600)來檢測酵母的生長。在異丁醇中24小時後,除非產生任何附件“無”,否則不會看到酵母細胞的生長。如果產生三種人anexin(Anx1,Anx2或Anx6)或蠕蟲(線蟲),則會發生酵母細胞的顯著生長。 附件(NEX1)。
d。 在異丁醇中48小時後,僅ANX6和NEX1作物仍然適用,這表明可以修復這些氨基蛋白的上層膜。
通過探索所使用的方法,Creutz使用了基因工程和完整測試的混合物來突出Anexin的保護作用。該研究表達了各種人類苯甲蛋白和酵母細胞中的優雅性,稱讚它們反對異丁醇的毒性作用的能力,表明它們在從直接生長到幫助酵母化適應不同生長環境的情況下的作用。
在酵母菌作物面臨通常阻礙生長的異丁醇水平的測試中,與未改變的對照相比,經過改良的膜片表達膜毒素具有巨大的一致性。這種耐用性源於附件“修復”膜損傷的能力,即使在異丁醇施加的具有挑戰性的條件下,酵母也能夠蓬勃發展。
此外,在異丁醇存在的情況下,膜聯蛋白極大地幫助了葡萄糖酵母菌細胞向銀河發生的脫位 – 這是一種重要的變化,它需要對膜進行修飾以吸收半乳糖。這不僅意味著防止毒性的保護作用,而且還暗示了適應性酵母技能的提高,這對於生物燃料生產的效率至關重要。
除了生產生物燃料的產生外,這項研究的含義是廣泛的,顯示了在生物技術領域的可能應用,該領域提供了一種新的方法來提高微生物抗性化合物的微生物耐藥性。這可能會影響藥品和其他化學物質的生產,表明末期技術的廣泛實施。
當我們努力尋求可持續能源解決方案時,克魯茲教授的貢獻代表了相當大的一步。利用膜聯蛋白的保護能力,這項研究不僅克服了生物燃料生產的重大挑戰,而且還偽造了生物技術創新的新途徑,還聽到了一個可持續能源解決方案更有效且對環境更加友好的時代。
日記
Carl E. Creutz,酵母中後生動物Anexin的表達提供了防止生物燃料異丁醇的有害作用的保護,科學報告,2019年。 doi:doi: https://dii.org/10.1038/s41598-019-55169-9。
作者周圍

Carl E. Creutz博士。在斯坦福大學(1969年)獲得物理學學士學位後,威斯康星大學(1970)的物理碩士學位和博士學位。 Creutz博士在約翰·霍普金斯大學(Johns Hopkins University,1976)的生物物理學(1976年)中,在醫學博士貝塞斯達(NIH)在NIH進行了分子和細胞生物學基礎研究,擔任員工助理(1976-1979)和高級職員(1980-1981)。 1981年,他被招募到弗吉尼亞大學的藥理學系助理教授。 1987年,他被晉升為副教授,並於1994年晉升為完整的教授。 2003年,克魯茲博士當選為藥理學醫學教學教授,這是他同時擔任藥理學教授的職位。