喜欢盐的微生物为下一代生物燃料的生产提供新的酶

加利福尼亚州沃尔诺特克里克 - 为了实现先进生物燃料的全部潜力，这些生物燃料来源于木质纤维素生物质的非食物来源 - 例如农业，林业和城市垃圾，以及杨树，柳枝稷和芒草等作物 - 新技术可以有效且经济地将这种生物质分解成单糖。现有的生物质预处理技术通常来自纸浆和造纸工业，并且依赖于稀酸和碱来分解生物质。然后将处理过的生物质产物暴露于生物催化剂或酶，以释放糖。

据报道，一类新的溶剂(称为离子液体)在处理生物质和提高从中释放的糖的产量方面更有效。虽然离子液体可用于分解生物质，但它们也可能阻碍预处理后用于产生糖的纤维素酶(通常来自真菌)的能力。为了帮助鉴定耐受离子液体的新酶，美国能源部(DOE)联合基因组研究所(JGI)和美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室联合生物能源研究所(JBEI)的研究人员正在转向完整的嗜盐(耐盐)生物的基因组序列。

作为这种生物能源相关的DNA测序和酶发现应用的测试，由DOE JGI主任Eddy Rubin和JBEI解构部副总裁Blake Simmons领导的研究人员使用了一种纤维素降解酶。一种从大盐湖中分离出来的耐盐微生物。有问题的微生物Halorhabdus utahensis来自生命树的分支，称为古细菌; H. utahensis是从大盐湖的自然环境中分离出来的，并在DOE JGI进行测序，作为细菌和古细菌基因组百科全书(GEBA)项目的一部分。

“这是耐盐纤维素酶的唯一报告之一，也是唯一一个代表与嗜盐环境中的离子液体相关的真正”基因组 - 功能“的报告，”该研究的Simmons 首次在线发表于6月30日， 2011年绿色化学。“这种策略增强了识别真正的强制性嗜盐酶的可能性。”这种耐盐酶，特别是纤维素酶，在工业实用性方面优于传统酶。

他们与来自以色列Ben Gurion大学的Jerry Eichler合作，在另一种haloarchaeal微生物中克隆并表达了来自H. utahensis的基因，并且能够鉴定出一种能够耐受高温且对离子液体具有抗性的盐依赖性酶。西蒙斯说：“这个项目已经在基因组科学与能够处理非常苛刻的化学环境的酶的实现之间建立了非常重要的联系，例如生物精炼中存在的化学环境。”

该小组计划扩大这项研究，以开发针对离子液体工艺技术量身定制的全套酶，目标是展示完整的生物质到糖的过程，他们希望能够实现先进生物燃料的商业可行性。

该项目的其他贡献者包括Tao Zhang，Natalia Ivanova，Seth Axen，Cheryl Kerfeld，Feng Chen，Nikos Kyrpides，DOE JGI的Jan-Fang Cheng以及现任昆士兰大学的Philip Hugenholtz，以及Supratim Datta和Kenneth Sale of JBEI。

美国能源部联合基因组研究所在美国能源部科学办公室的支持下，致力于推进基因组学研究，以支持与清洁能源生产，环境特征描述和清理相关的DOE任务。总部位于加利福尼亚州Walnut Creek的DOE JGI提供集成的高通量测序和计算分析，使基于系统的科学方法能够应对这些挑战。在Twitter上关注DOE JGI。

美国能源部联合生物能源研究所是美国能源部科学办公室于2007年建立的三个DOE生物能源研究中心之一。这些中心支持多学科，多机构研究团队，追求生产纤维素生物燃料所需的基础科学突破，或来自非食用植物纤维的生物燃料，在全国范围内具有成本效益。这些中心由劳伦斯伯克利国家实验室，橡树岭国家实验室和威斯康星大学麦迪逊分校与密歇根州立大学合作领导。