Science：發現一種海藻光致酶直接利用藍光將脂肪酸轉化為烴類化合物

來源：作者：人氣：-發表時間：2017-09-12 09:20:00【大中小】

在一項新的研究中，法國研究人員發現一種海藻光致酶（algal photoenzyme）利用藍光將脂肪酸轉化為烴類化合物。這一發現有可能為人們提供一種新的方法來制造烴類化合物能源。相關研究結果發表在2017年9月1日的Science期刊上，論文標題為“An algal photoenzyme converts fatty acids to hydrocarbons”。

海藻光致酶（algal photoenzyme）利用藍光將脂肪酸轉化為烴類化合物
圖片來自A. Kitterman/Science

英國曼徹斯特大學的Nigel Scrutton針對這項研究在同期Science期刊上發表了一篇標題為“Enzymes make light work of hydrocarbon production”的觀點類型的論文，概述了在一種基于生物學的制造過程中利用光化學反應的研究進展。

正如Scrutton指出的那樣，在基于生物學的制造過程中使用光催化作用是比較罕見的。這主要是因為缺乏對光線作出反應的生物材料。顯著的是，很多有機體確實會對光線作出反應，但是這些有機體很少使用將光線作為直接能源的酶。在這項新的研究中，這些研究人員發現一種例外：一種利用藍光和核黃素輔因子將脂肪酸轉化為烴類化合物的海藻光致酶。可想象得到的是，如果能夠擴大這種過程的規模，那么所產生的烴類化合物有可能作為能源加以使用。

這種酶是在小球藻（Chlorella variabilis）中發現到的，被稱作這些研究人員稱為脂肪酸光脫羧酶（fatty acid photodecarboxylase, FAP），而且它是與輔因子黃素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide, FAD）一起發揮作用的。他們發現FAP酶的作用機制是將黃素的生物催化性質和光受體性質結合在一起，通過自由基化學催化脂肪酸，移除脂肪酸中的羧基，從而形成烴類化合物。

這些研究人員報道他們利用藍光照射大腸桿菌表達的FAP酶，隨后觀察它的作用機制。他們也構建出這種酶的晶體結構以便發現在催化時它是如何結合到脂肪酸上的。他們進一步指出他們的研究提示著其他的黃素酶可能也是光致酶，這等待人們去發現。

文章來源

Damien Sorigué, Bertrand Légeret, Stéphan Cuiné et al. An algal photoenzyme converts fatty acids to hydrocarbons. Science, 01 Sep 2017, 357(6354):903-907, doi:10.1126/science.aan6349

Nigel S. Scrutton. Enzymes make light work of hydrocarbon production. Science, 01 Sep 2017, 357(6354):872-873, doi:10.1126/science.aao4399