2025-05-07 08:36来源:本站
数以万亿计的细菌在化学和制药工业中工作,帮助生产从啤酒、面霜到生物柴油和化肥等各种产品。特别是制药业,严重依赖细菌来生产胰岛素和青霉素等物质。
利用细菌的工业贡献已经彻底改变了全球健康,但他们的工作需要付出高昂的能源成本。此外,溶剂和新细菌的持续生产通常是必要的,因为它们在工作中不能持续很长时间。
吴长柱是南丹麦大学物理、化学和药学系的化学家兼副教授,他致力于使工业细菌更加健壮和有用。他的目标是减少维持细菌所需的能量、时间和不必要的化学物质,同时使它们可以重复使用,这样它们就可以在需要更换之前工作更长时间。
他的最新发明引入了一种“超强”细菌,并发表在《自然催化》杂志上。
“我们采用了一种常见的工业细菌——大肠杆菌,基本上给它披上了‘超人斗篷’,以增强它的催化能力。这减少了能源消耗,使生产过程更具可持续性。”
虽然大肠杆菌通常与食源性疾病有关,但它被广泛用于制药行业,通过各种化学反应生产胰岛素和生长激素等基本药物。
该行业使用了大量的大肠杆菌,由于高温、极端pH值、紫外线辐射和溶剂暴露等因素,替代它们会对环境、能源和时间造成损害。
在开发“超人斗篷”的过程中,吴昌柱寻找了一种既能包裹住细菌,又能让它们与环境相互作用,进行所需的复杂化学反应的材料。
解决方案是:一种与细菌细胞膜结合在一起的聚合物涂层。聚合物是由数十亿个相同的单体组成的大分子。
“我们基本上用聚合物嫁接了大肠杆菌的细胞膜,取得了两个重要的成果:首先,细菌变得更强壮、更高效,可以更快地进行复杂的化学反应。其次,细菌得到了更好的保护,可以有多种用途。所以,这是一种更具可持续性的‘超人细菌’,”吴长柱解释道。
关于这项工作的更详细的描述可以在《自然催化》的科学文章中找到:https://www.nature.com/articles/s41929-024-01259-5。