在《自然化学》杂志上发表的一项研究中，科学家们描述了利用化学和生物学的奇迹将葡萄糖(一种糖)转化为烯烃(一种碳氢化合物，是构成汽油的众多分子之一)。
该研究由布法罗大学的生物化学家王振奇和加州大学伯克利分校的 Michelle CY Chang领导。
这项研究于11月22日公布的第二，亮点努力生产可持续生物燃料的进展。
烯烃包括目前制备的汽油中的一小部分分子，但研究人员制定的过程可能会在未来修改以生产其他类型的碳氢化合物，例如汽油的其他一些成分，王说.她还表示，烯烃可用于非燃料应用，因为它们用于工业润滑剂和制造塑料的前体。
使用食糖微生物和催化剂的两步法
为了开展这项研究，科学家们首先将葡萄糖喂给不会对人类健康造成危害的大肠杆菌菌株。
这些微生物是糖瘾者，甚至比我们的孩子还要糟糕。
布法罗大学文理学院生物化学家、生物科学助理教授、博士生
的大肠杆菌在实验中的基因产生，以产生一组四个酶转葡萄糖进入称为3-羟基脂肪酸化合物。当细菌吃掉葡萄糖时，它们也开始产生脂肪酸。
为了完成转化，研究人员使用了一种称为五氧化二铌 (Nb2O5)的催化剂，以化学方法切断了不需要的脂肪酸部分，从而生产出最终产品：烯烃。
该团队使用试错法识别酶和催化剂，测试具有有助于手头操作的特性的各种分子。
我们将生物学最擅长的事物与化学最擅长的事物结合起来，然后将它们组合在一起，创建了这个两步走的过程。使用这种方法，我们能够直接从葡萄糖制造烯烃。
布法罗大学文理学院生物化学家、生物科学助理教授、博士生
葡萄糖来自光合作用，将 CO2从空气中拉出
“用葡萄糖等可再生资源制造生物燃料在推进绿色能源技术方面具有巨大潜力，”王说。
葡萄糖由植物通过光合作用产生，光合作用将二氧化碳 (CO2) 和水转化为氧气和糖。所以葡萄糖中的碳——以及后来的烯烃——实际上来自从大气中提取的二氧化碳。
布法罗大学文理学院生物化学家、生物科学助理教授、博士生
然而，需要进一步研究以了解新技术的优势以及它是否可以有效地扩展以制造生物燃料或用于其他目的。必须回答的主要问题之一是在制造烯烃的过程中消耗了多少能量;如果能源成本非常高，则必须加强技术才能大规模受益。
研究人员还希望提高产量。Wang 说，目前，需要 100 个葡萄糖分子才能产生大约 8 个烯烃分子。她热衷于改善这个比例，重点是诱导大肠杆菌为每克吸收的葡萄糖产生更多的 3-羟基脂肪酸。
该研究在Nature Chemistry 上的合著者包括 Wang;张;Heng Song，博士，加州大学伯克利分校和中国武汉大学;加州大学伯克利分校的 Edward J. Koleski、Noritaka Hara 博士和 Yejin Min;明尼苏达大学的 Dae Sung Park 博士、Gaurav Kumar 博士和 Paul J. Dauenhauer 博士(Park 现在在韩国化学技术研究所)。
该研究得到了美国国家科学基金会的资助;纽约州立大学研究基金会;以及 Camille 和 Henry Dreyfus 环境化学博士后项目。
