李世燕－工程微生物中的光能转换.ppt

内容： 目前用于捕获太阳能的技术： 运用生物技术改造菌种利用光能： * 李世燕 多学科研究中心 09-05-13 一、背景介绍 二、光驱动代谢过程的综述 三、改造非光作用细菌用于利用光能 四、增强工程菌光驱动代谢过程效率的策略 五、构建工程光合作用的终极目标 passive solar systems：被动式太阳能系统 photovoltaic systems：光伏发电系统 artificial photosynthesis：人工光合作用 一、介绍： 目前，主要都是运用代谢工程技术使那些能够进行光合作用的生物更好的吸收利用光能。例如，一些光合微藻类。海藻也能榨取柴油，听起来匪夷所思，但绝不是天方夜谭。在显微镜下，海藻就像一个油葫芦，比油菜籽、花生的含油量高7～8倍，比玉米高十几倍。 一、介绍： 在这篇综述中，主要介绍将光能驱动的代谢过程给构建入非可进行光合作用的微生物中之后增加了工程菌的代谢效率。 一、介绍： 二、光驱动代谢过程的综述： Fig. 1(a). Light-driven proton pump. Fig.1(b) Overview of anoxygenic photosynthesis from R. sphaeroides. 二、光驱动代谢过程的综述： 不产氧光合作用 光系统：仅有PSII 类 型：循环式电子传递 二、光驱动代谢过程的综述： Fig.1(c) Overview of oxygenic photosynthesis from cyanobacteria. 产氧光合作用 光系统：PSI PSII 类型：非循环电子传递 三、改造非光作用细菌用于利用光能： 用微生物发酵来经济地生产有用代谢产物的先决条件是：设计一些有用的代谢路径将廉价的能源，碳源，电子和微量营养元素转化成终产物。那么，太阳光能就是最为廉价的能量来源。 例如，光驱动的质子泵或者将无氧光合作用设计到非光合作用细菌中可能会细菌利用前发酵产生的废物流进行生物合成；而如果将需氧光合系统设计到工程菌中，则可以使细菌利用光， CO2 和H2O 作为能源，碳源和电子来源。 能产生许多有用的中间代谢产物 有许多技术对其基因组进行改造 ---------- E. coli 三、改造非光作用细菌用于利用光能： 1) 物种基因组测序的逐步完成，使得我们可以获取多种不同基因序列的视紫红质。目前，人们已经分别将古细菌和细菌的视紫红质放入E. coli 中，结果会在E. coli中表达有功能的感光视紫质和光驱动的质子泵。 2) 目前，在E. coli中并没有表达无氧光合系统的全部组成部分的报道，但是很多来自光反应中心和捕光复合体的单个的多肽已经在E. coli中得到表达。 *