中大研发从细菌生产生物催化剂新技术 推动生物柴油普及使用

中大生命科学学院研究团队成功研发从细菌提取酶类的新技术，可以减低生物酶的生产成本及增加其稳定性，从而降低制作生物柴油的门槛，有助推动这种较环保的燃料普及应用，减少石化燃料造成的污染。研究结果已刊登于《美国化学学会期刊》。

酶类犹如微型的引擎，驱动生命所需的各种化学过程。化学家时常量身定制不同的酶，将其用于制造药物及其他人类日常使用的化学用品。其中一个例子是使用酶催化生产生物柴油。

生物柴油是新兴的可再生燃料，与传统柴油混合使用，可降低引擎废气排放。生物柴油由植物油或动物脂肪等各种食用油脂加以处理而成，传统提炼方法是使用甲醇及催化剂，但生产过程涉及加热等程序，亦会产生废水污染问题；另一种提炼方法则使用酶作催化剂，这种方法所产生的污染较少，但由于制作酶催化剂成本高、且要经过繁复的纯化及固定化过程，导致酶催化生物柴油未能成为主流。

用蛋白质结晶收纳 酶分子 减 提 取难度

中大生命科学学院 陈文博教授 及其团队成员（Bradley Heater博士、杨藻锋博士及李明名博士）最近发现可以利用蛋白质结晶的特性，将细菌合成的酶固定在晶体内，只需一个简单步骤便能将晶体分离提取，大大简化分离程序，降低成本。

晶体一般是由原子或分子排列而成的固态物质，例如由钠及氯化物原子结合的氯化纳（盐）；而蛋白质分子与分子之间有序排列，亦能够结合成蛋白质晶体。不同蛋白质组成的晶体有不同的形状及大小，当中一种名为Cry3Aa的特殊蛋白质，在「苏云金芽孢杆菌」的细胞内会自然排序成为结晶体；与氯化纳晶体不同，Cry3Aa晶体含有大量孔隙，足以容纳细菌生产的酶分子。

陈教授的团队发现当Cry3Aa蛋白质与酶于同一细菌细胞内合成，这些Cry3Aa晶体便会将数以百万计酶分子收藏于其小孔内，尤如一个「酶收纳袋」。这些晶体能保护具有活性的酶分子免于提取过程中受破坏，方便纯化。团队发现固定在蛋白晶体内的酶更为稳定，可以重覆使用于废食油转为生物柴油的催化过程。

陈教授的团队成员、研究论文的第一作者Bradley Heater博士指出：「是次研究最有趣之处是发现细菌的细胞可以制作并自动收集酶分子，毋须额外加工，我们只需要从细胞抽取晶体及酶催化剂成品。现阶段，我们会集中研究用这种方法生产将废食油转化为生物柴油的酶类，但理论上此方法亦可以生产其他种类的酶。」

陈教授的团队已获得研究资助局和创新及科技基金的拨款，将探讨及开发一个用于生产可再生催化剂的多功能平台，应用于生物柴油和日用化学品的制作。

关于陈文博教授

陈文博教授现担任中大生命科学学院教授，主力研究化学生物学，包括蛋白质的结构及功能特性，以及开发向细胞内递送蛋白质的新技术。

可浏览以下网址参阅论文的完整版本： https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b13462