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Migliori combustibili biologici e Bioproducts da fotosintesi?

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Gli scienziati nazionali del laboratorio di energia rinnovabile (NREL) hanno scoperto che una via metabolica precedentemente probabilmente funzionale soltanto negli organismi fotosintetici è realmente una via che può permettere alla conversione efficiente dell'anidride carbonica ai residui organici. La scoperta lucida la luce sulla rete metabolica per utilizzazione del carbonio nel cyanobacteria. Anche può aprire il portello ai sensi della produzione dei prodotti chimici dalla biomassa dell'anidride carbonica o della pianta tranne la derivazione loro dal petrolio.

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La scoperta, principale dallo scienziato maggiore Jianping Yu e Wei Xiong, Postdoc Fellow di NREL di NREL del direttore, segue il lavoro recente che coinvolge il cyanobacteria, o le alghe blu-verde. Gli scienziati di NREL hanno costruito un cyanobacterium, Synechocystis, che non può immagazzinare il carbonio come glicogeno in uno sforzo che potrebbe metabolizzare il xilosio (una componente principale dello zucchero della biomassa cellulosica). Questi xilosio ed anidride carbonica girati in piruvato e 2 in oxoglutarate, prodotti chimici organici che possono essere usati per produrre vari prodotti chimici e combustibili biologici bio--basati. Mentre verificare questo carico di rottura nell'ambito di sviluppo multiplo condiziona, gli scienziati hanno scoperto che ha espelso i grandi numeri di acido acetico.

L'acido acetico è un prodotto chimico prodotto nei grandi volumi per vari scopi. L'industria chimica produce più di 12 milioni di tonnellate all'anno, soprattutto da metanolo, che a sua volta pricipalmente è prodotto da gas naturale. Il potenziale di produrre l'acido acetico dalla fotosintesi ha potuto ridurre il ricorso della nazione a gas naturale. Mentre le applicazioni potenziali stanno promettendo, i ricercatori pricipalmente sono stati intrigati che non potrebbero spiegare la produzione di acido acetico dalle vie conosciute. Hanno saputo che un enzima denominato phosphoketolase potrebbe essere implicato, poichè precedentemente era stato suggerito per essere attivo nel cyanobacteria.

A partire da un phosphoketolase precedentemente studiato, i ricercatori potevano identificare il gene slr0453 come la fonte probabile del phosphoketolase in Synechocystis. Il punto seguente era di rendere invalido il gene. Renderlo invalido sia negli sforzi del mutante che selvaggi di Synechocystis ha ritardato lo sviluppo al sole? cioè condiziona il dipendente soltanto su assimilazione del CO2 dalla fotosintesi? dimostrando che il gene ha svolto un ruolo nel metabolismo fotosintetico del carbonio. Gli sforzi con il gene disabile non hanno espelso l'acido acetico alla luce in presenza del xilosio.

La graffatrice era che Synechocystis poteva produrre l'acido acetico nello scuro una volta alimentato con gli zuccheri. Gli sforzi con il gene disabile non potrebbero. I ricercatori hanno trovato che la via di phosphoketolase era solamente responsabile della produzione dell'acido acetico nello scuro ed anche contribuito al metabolismo del carbonio alla luce quando il xilosio è stato fornito.

“Da un punto di vista di scienza di base, questo proviene una via importante che ha una funzione potenzialmente importante nel regolamento della conversione di energia fotosintetica,„ dice Yu. Xiong allora ha misurato il contributo della via recentemente scoperta usando gli isotopi carbonici per seguire come il xilosio e l'anidride carbonica sono stati convertiti in altri prodotti chimici organici. I risultati hanno indicato che la via di phosphoketolase ha trasportato una proporzione significativa di metabolismo centrale del carbonio. “Risulta che la via di phosphoketolase è una via importante nelle nostre circostanze sperimentali,„ dice Yu. “E perché evita la perdita del carbonio connessa con le vie tradizionali, un'ampia varietà di bioproducts ed i combustibili biologici possono essere fatti più efficientemente usando questa via.„

Secondo Yu, due funzioni di questa scoperta sono importanti. Uno è che il phosphoketolase è una via metabolica natale importante nel cyanobacterium di cui il ruolo non è stato studiato precedentemente. In secondo luogo è che questa via è più efficiente di le vie tradizionali, significante la possono essere sfruttate per aumentare il rendimento fotosintetico.