近日，中國科學院大連化學物理研究所合成生物學與生物催化創(chuàng)新特區(qū)研究組（18T6）周雍進研究員與瑞典查爾姆斯理工大學Jens Nielsen教授、Eduard Kerkhoven博士聯(lián)合發(fā)表綜述文章，探討了生物化工路線制備生物能源碳氫化合物的最新進展、機遇與挑戰(zhàn)。該綜述發(fā)表在能源領域著名期刊《自然-能源》（Nature Energy）上。
當前，社會經(jīng)濟的快速發(fā)展對更加充足和多樣的能源可持續(xù)供給提出迫切需求。近年來，太陽能、風能等新型能源受到廣泛關注，將在未來能源供給中扮演重要角色。然而，其能量密度不夠高、儲存困難，難以支撐飛機、卡車等重型器械的運行，特別是交通運輸?shù)目焖侔l(fā)展迫切需要更多的能量密度高、釋放快且可控的能源形式。目前的液體燃料是相對理想的燃料，其主要成分是不同鏈長的碳氫化合物。過往的石化煉制路線帶來一定環(huán)境問題，因此，國內外都開始加快潔凈能源路線的研發(fā)。除發(fā)展?jié)崈艋ぢ肪€外，以生物質及其他豐富資源為原料的生物化工路線被認為是可持續(xù)制備生物能源、生物化學品的綠色過程（圖A）。另外，構建生物轉化路線實現(xiàn)一碳資源利用，有望拓展目前已有一碳轉化路線，實現(xiàn)生物化學品及能源可持續(xù)綠色制造。
該綜述介紹了環(huán)境壓力迫切需要更潔凈的高密度能源，而最近的研究表明植物油制備的航空煤油能減少70%的顆粒物排放，將有效減少霧霾形成。而植物油種植效率低，且依賴于地理、氣候因素，采用微生物反應器，利用生物質、頁巖氣等生物資源將能增加過程效率。隨后，文章總結了近年來利用合成生物學構建微生物細胞反應器合成不同碳氫化合物的進展，主要包括脂肪酸衍生物、異戊二烯衍生物以及聚酮衍生物生物合成進展，特別是航空煤油理想替代品法尼烯已達到工業(yè)化水平，并在巴西建立了工廠。文章第三部分討論了構建微生物細胞反應器的挑戰(zhàn)，主要是進一步增加轉化率，增加催化劑效率和強度。最后，該綜述特別強調生物轉化需要和化學轉化進行優(yōu)勢互補，建立聯(lián)合生產(chǎn)路線，從而真正實現(xiàn)碳氫化合物可持續(xù)高效合成（圖B）。
大連化物所在Nature Energy上發(fā)表生物合成碳氫化合物綜述文章
周雍進團隊近年來主要從事微生物細胞反應器構建及其在生物能源方面的應用研究，以釀酒酵母為宿主，通過構建和優(yōu)化生物合成途徑，合成了脂肪酸、烷烴、脂肪醇以及長鏈 -烯烴（ACS Syn. Biol. 2018; Nat. Commun. 2016; J. Am. Chem. Soc. 2016）。
該項目獲得國家自然科學基金及大連化物所DMTO基金支持。
