生产化工原料

1、现代生物技术生产化工原料 LISTLIST 生物合成橡胶 生产可降解塑料 展望 什么是橡胶 天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分 的天然高分子化合物，分子式是（C5H8）n， 其成分中91%94%是橡胶烃（聚异戊二烯）， 其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶 物质。天然橡胶是应用最广的通用橡胶。 橡胶分子 橡胶分子是产胶植物体内类异戊二烯物质代谢的终产 物之一。目前已鉴定出29000余种异戊二烯类物质。有些 是植物发育所必需的,如赤霉素、脱落酸等;有些是植物与 环境相互作用产生的,如萜类植保素;还有些在植物中的生 理功能尚不清楚。最近发现,橡胶在胶乳中有清除羟基自 由基的作用,可能在植物发

2、育过程中具有一定的生物学功 能。因此,植物体内类异二烯物质的代谢受到人们的关注。 橡胶的生物合成 橡胶的生物合成是一个十分复杂而有序的过 程,包括3个连续的步骤： (1)起始阶段,需要1分子烯丙基焦磷酸;(2)延伸 阶段,橡胶转移酶催化异戊烯基焦磷酸1,4聚合掺 入到橡胶链上;(3)终止阶段,多聚物从合成复合体 上解离下来。 起始 橡胶的从头合成需要1分 子的烯丙基焦磷酸作为起 始物。烯丙基焦磷酸的二 磷酸基团容易解离,解离 后作为亲电试剂 (electrophile)作用于 IPP的亚甲基,重新产生1 个烯丙基焦磷酸末端基团, 引发橡胶链的开始形成, 这个过程需要二价金属阳 离子Mg2+或M

3、n2+参与。 延伸 橡胶链的延伸其实是一个 异戊烯基焦磷酸在合成酶 的催化下不断地掺入到聚 异戊烯基焦磷酸长链上的 过程。 对不同含胶植物催化橡胶 延伸的酶的研究结果有很 大的差异,但都表明橡胶 转移酶是紧密结合。 终止 橡胶分子合成的终止是 聚异戊二烯链从合成复 合体上解离下来的过程。 橡胶转移酶活性的发挥 除了异戊烯基焦磷酸及 烯丙基焦磷酸底物外,还 需要二价金属阳离子。 橡胶生物合成机制的研究中还有许多问题 需要进一步探讨。例如:(1)相关酶的分离、纯化 与鉴定,尤其是橡胶转移酶的鉴定;(2)橡胶颗粒表 面结构及胶粒的形成;(3)橡胶分子的末端结构与 橡胶分子有无分枝等。 甲基侧 链聚羟

4、 基丁酯 （PBH） 乙基侧链聚 羟基戊酯 （PHV） 聚羟基 烷酯 （PHA） 生产可降解塑料 由于常规发酵生产成本较高，科学家们对工艺进行由于常规发酵生产成本较高，科学家们对工艺进行 改造，如利用改造，如利用DNADNA技术和细胞融合技术对相关微生物进行技术和细胞融合技术对相关微生物进行 改造，以提高产量、降低成本。改造，以提高产量、降低成本。 从近年来的研究结果来看，利用微生物生产的塑料从近年来的研究结果来看，利用微生物生产的塑料 具有高熔点、高结晶度、高相对分子质量、高弹性等优具有高熔点、高结晶度、高相对分子质量、高弹性等优 点，而它良好的生物相容性、耐紫外线、不易引起炎症、点，而它良好的生物相容性、耐紫外线、不易引起炎症、 完全不含重金属等毒性成分的特点使得生物塑料能在许完全不含重金属等毒性成分的特点使得生物塑料能在许 多领域，特别是生物医学领域有着巨大的应用前景。多领域，特别是生物医学领域有着巨大的应用前景。 展望 纵观现代生物技术及其产业的发展，其前景是美好的， 大力发展现代生物技术及其产业已成为世界各国经济发展 的战略重点：一方面是由于现代生物技术发展迅速，用途 广泛，已渗透到人们生活的各行各业；另一方面是由于现 代生物技术具有其他技术无法比拟的可持续发展性；再一 方面是现代生物技术