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PNAS:植物细胞壁或可生产生物燃料

时间:2019-04-20 作者:本站 点击:0次

    近日,美国两所大学的研究人员在植物细胞壁形成问题上有了新的突破,这一新发现为扩大可再生能源的原料铺平道路。
    研究人员确认了两种蛋白质,GAUT1和GAUT7共同形成了植物细胞壁中的果胶。果胶是一种多糖,对植物的生长发育是至关重要的,它也常作为凝胶剂用于果酱和果冻生产中。该发现为使用植物细胞壁形成的可再生生物质能奠定了基础。植物细胞壁原料可以作为一种碳氢化合物用于生产乙醇,但是由于很难分解复杂的植物细胞壁,因此难以获得足够的能源。美国政府现在大力推行从植物细胞壁中生产生物能源。目前美国大部分的乙醇是从玉米淀粉中获得的,但是政府一直都在找寻其他可再生能源原料,将不会与国家粮食供应竞争。有关果胶是如何形成细胞壁的这一新认知,可以帮助研究人员通过使用转基因植物来生产更多的乙醇。如果了解了细胞壁的组成,人们就可以改变生物合成酶,使得细胞壁更容易被分解,这样可以更具成本效益的生产生物乙醇或其他生物燃料。
    研究人员发现GAUT7把GAUT1锚定在植物细胞的高尔基体中,这是第一次在高尔基体的蛋白质中发现锚定机制。这是一项重要的发现,研究人员认为它可能代表一个范式,即一种蛋白质可以锚定催化亚基。使用相同的机制也许还可以发现其他的化合物。
    科学家通常侧重于研究植物细胞壁的其他组成部分,如纤维素,但这项研究则是研究果胶,但果胶的结构比纤维素结构更为复杂。下一步研究人员想要了解在果胶形成过程中,其他蛋白质是如何与化合物关联的,以及之间的相互作用,并确认GAUT7的哪一部分起到了粘接作用。这样将有助于研究人员修改细胞壁合成以生产可再生能源。