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科學發現:菌類不光會分解而也會生產物質

Detlev Karg2008年7月18日

大自然到處都有菌類,尤其是在有死生物的地方,比如說死樹。一棵樹一旦壽終正寢,各種菌類便開始在上面繁衍,以樹木為食,對其分解。這個過程是大自然新陳代謝的重要組成部分之一。德國格賴夫斯瓦爾德大學的科學家們發現,菌類不光可以分解物質,而且還可以生產物質。德國之聲記者撰寫了如下採訪報導。

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看著挺漂亮圖片來源: M.Nelioubin

多種菌類中都含一定的蛋白分子,即所謂的漆酶。正因為有這些漆酶,菌類才可以消化分解其它物質,養活自己,就像人的胃液消化食物、為人體提供能量的道理一樣。德國學者仔細分析了菌類的這個工作過程,發現它們在消化分解的同時,還進行著完全不同的其它反應:不斷生成新的化學物質。而且,漆酶也可以和許多其它物質進行反應,生成新的化合物,就像今天許多化工廠所做的那樣,只不過是以自然方式進行的。

格賴夫斯瓦爾德大學的紹爾(Frieder Schauer)教授介紹說: "這些酶之所以令人感興趣,是因為它們不僅分解物質,還可以合成物質。也就是說,它們可以讓不同的分子結合成大的分子。人們完全可以利用這個特點,進行化工生產。"

利用菌類蛋白進行對環境友好的化工生產,何樂而不為呢?格賴夫斯瓦爾德大學和其附近的羅斯多克大學現在就協同BRAIN公司和西格瑪奧德裡奇(Sigma-Aldrich)公司一起,在今後兩年共同研究所謂的"與生產一體化的環境保護"方案,具體內容就是利用從菌類中提取的酶生產化學品。和化工業現在已經在使用的其它酶相比,這種酶具備多重優勢,比如說它們更穩定,受環境的影響小,在室溫下存活幾個月都性能不變,可以很好地予以生產利用。

此外,漆酶還有一個更為關鍵的優勢,那就是它們不光能和一、兩種物質,而是能和無數種物質發生反應,因此它們的應用前景無量。紹爾教授說: "這個特性,使我們可以讓成千上百種物質進行反應,合成無數的化學品。這些化學品可以是藥劑,比如說抗生素、抗癌藥等等,也可以是純化學品。我們目前就正在試制純化學品。"

純化學品,顧名思義就是純度很高的化學品。純化學品是生產我們日常生活用品如洗衣粉、顏料、藥品等等的原料。迄今為止,合成純化學品往往需要使用對人體有害、純度不高的工業用化學品如燒鹼、硫酸等等。假如能避免使用這些輔助物質,那生產過程就沒有那麼危險,產品中的危害性雜質也會更少,安全性更高。

德國學者利用菌類進行化工生產的想法非常順應時代潮流,因為在現代純化學品生產領域,人們越來越傾向於采納更貼近自然環境的生產方式,利用酶類進行合成就是其中之一。雖然漆酶的應用前景非常可觀,但迄今為止,人們只實現了很少幾種大規模應用。德國學者計劃將他們基於菌類的合成法申請專利保護,這將是該類方法的首例專利。

和化學合成法相比,它的最大優勢是什麼呢?紹爾教授說: "化學合成往往需要大量溶劑,合成完了以後就成了會污染環境的廢物。合成過程當中還需要很多含氯、含汞的添加劑,需要重金屬元素做催化劑,這些到後來都會影響環境。我們利用漆酶進行合成就是為了避免這些弊端,在對環境友好的條件下進行'軟'合成,更自然化的合成。"

格賴夫斯瓦爾德大學微生物系擁有德國最大的菌類收藏,共有4500多株不同的菌類。科學家們計劃從可否技術利用的角度出發,對其進行系統研究。技術利用的範圍很廣,從降解環境中的有害物質,到生產藥品,無所不包。潛力巨大,工作量巨多,科學家們才剛剛起步。