生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,许多国家和地区都将生物技术确定为增强国力和经济发展的关键技术之一。生物工程包括微生物工程、细胞工程、基因工程和酵工程四大部分。其中,微生物工程将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机结合起来,是生物技术的重要组成和基础。
一般来说,微生物反应过程有如下优点:
1、生产过程通常在常温常压下进行,操作条件温和,不需考虑防爆问题,一种设备具有多种用途;
2、原料以碳水化合物为主,不含有毒物质;
3、生产过程是以生命的自动调节方式进行的,因此多个反应就象一个反应一样,可在单一设备(发酵罐)中进行;
4、能较容易地生产复杂的高分子化合物,如酶、光学活性体等,并能高度选择性地进行复杂化合物在特定部位反应,如氧化、还原、官能团导入等;
5、生产产品的生物体本身也是发酵产物,富含维生素、蛋白质、酶等有用物质,除特殊情况外,培养液一般不会对人和动物造成危害;
6、通过微生物菌种改良,能够利用原有设备使生产飞跃上升。
这些特性决定了微生物工程的种种优点,使得微生物工程成为生物技术的核心之一而受到广泛重视。
日前,英国曼彻斯特大学生物技术研究所的科学家通过细菌中的ubiD和ubiX基因及酵母中的同源基因fdc1和pad1基因,构建了Fdc1/UbiD催化反应模型,为碳氢化合物的合成提供一个更为简洁的全新途径。
该研究团队发现,生物体通过一种未知的经过改造的维生素B2来产生有煤油气味的烃类挥发物质。研究人员还通过位于英国哈韦尔的Diamond同步加速器,揭示了原子水平的生物催化过程和催化过程中的1,3-偶极环加成反应机理。虽然该反应已经在有机化学合成中被广泛采用,但之前被认为不会在自然界中发生。
这一研究,将微生物技术在合成燃料方面的研究又推进了一个台阶。