木质素化学品转化研究新突破

近日，美国桑迪亚国家实验室的研究者在《科学报告》上发表论文，展示了两条木质素转化的化学-生物混合途径，该途径大大提高了木质素转化成粘康酸的产率和产量。

        木质素是植物细胞壁的主要成分之一，含有可转化为尼龙、塑料和药物等产品的化合物，但其顽拗性使得难以从中提取有价值的化合物。常用的方法包括生物方法和化学方法。温和的生物方法能够生产特定的目标化合物，但耗时长达几周甚至几个月。猛烈的化学反应可以在几小时甚至几分钟内解构木质素，但需要昂贵的催化剂（有时是有毒的），且产生的化合物量极少。

        桑迪亚国家实验室的研究者展示了两条木质素转化的新途径，结合了化学方法的速度和生物方法的精确度，生产出了目前仅源于石油的高价值化学品：粘康酸和连苯三酚。

        第一种方法首先用过氧化氢水溶液预处理木质素，产生中间体香兰素和丁香酸，再用修饰过的大肠杆菌菌株利用这些中间产物，得到最终产物。然而，这个过程中产生的粘康酸的量并不令人满意。

        第二种方法跳过了分解木质素的过程，直接遗传改造烟草细胞，随着植物生长会产生大量的中间产物PCA（原儿茶酸盐），提取该化合物，再利用工程化的大肠杆菌来生产粘康酸。

        终产物粘康酸可转化成尼龙、塑料、树脂或润滑剂，连苯三酚具有抗癌作用，研究者表示该方法产生的化学品的总市值可达2557亿美元，该方法对于可再生能源燃料的开发具有重大的意义。