近日,國家“十三五”科技創新成就展於北京舉行,湖北大學生命科學學院李愛濤教授團隊的研究成果——“創新尼龍單體己二酸合成策略”在現場亮相。
該團隊為尼龍單體設計了一條全新的人工生物合成途徑,以解決尼龍生產過程中的高能耗、高汙染問題。“尼龍66是由己二酸與己二胺縮合製得,而己二酸作為合成尼龍66的重要單體,傳統工業合成會引發諸多環境問題,多年來製約著尼龍66產業的發展。”李愛濤介紹,通過構建催化環己烷到己二酸的合成的人工生物合成體係,團隊找到了製備尼龍單體的新方法。
該體係采用模塊化和微生物菌群的催化策略,采用“即插即用”的組裝策略,將整個生物合成途徑中的8種酶植入大腸杆菌中,借助其內部的輔助因子及其循環體係完成催化反應,最終實現了環己烷或環己醇到己二酸的高效生物轉化。
該過程在常溫、常壓和水相的溫和條件下進行催化反應,操作簡單,並且成本較低,普適性強。這一人工生物合成體係為實現生物法大規模合成α,ω-二元羧酸奠定了重要基礎,也憑借其高效綠色的顯著優勢為尼龍單體合成提供了新思路。
尼龍作為一種應用非常廣泛的合成纖維,被應用於眾多關係國計民生的重要領域,諸如紡織服裝、醫藥衛生、農業食品、物流運輸及軍事國防等。傳統尼龍生產過程需要使用大量腐蝕性的硝酸,同時產生大量的NO、N2O等有害溫室氣體(約占全球N2O排放量的10%),造成嚴重的環境問題。該成果變革性地解決尼龍的綠色製造,有效解決近80年汙染和能耗難題。
李愛濤教授目前擔任湖北大學省部共建生物催化與酶工程國家重點實驗室副主任,湖北省生物催化與酶工程技術引智示範基地負責人,一直帶領團隊從事新酶資源挖掘、改造及其在功能化學品生物合成中的應用的研究。
據悉,此次國家“十三五”科技創新成就展以“創新驅動發展,邁向科技強國”為主題,體現“創新是引領發展的第一動力”,全麵展示“十三五”時期,我國貫徹落實黨中央和國務院關於科技工作的重大決策部署,深入實施創新驅動發展戰略、建設創新型國家所取得的重大成果。26日下午,習近平總書記在參觀展覽時強調,全國廣大科技工作者要堅定創新自信,緊抓創新機遇,勇攀科技高峰,破解發展難題,加快實現高水平科技自立自強,為建設世界科技強國、實現中華民族偉大複興作出新的更大貢獻。 (beplay2网页登录 通訊員 胡昀 張若揚)
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