异戊二烯生物合成研究进展

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异戊二烯应用市场前景及其生产技术进展

异戊二烯应用市场前景及其生产技术进展异戊二烯（Isoprene）是一种重要的化学原料，广泛应用于橡胶制品、医药和化妆品等领域。

本文将从异戊二烯的市场前景和生产技术进展两个方面进行详细介绍。

一、异戊二烯市场前景1.橡胶制品：异戊二烯是合成橡胶中的重要原料，广泛用于轮胎、胶管、橡胶鞋等橡胶制品的生产。

随着全球汽车行业的快速发展，橡胶制品市场需求大幅增加，从而带动了异戊二烯的市场需求。

2.医药领域：异戊二烯被广泛应用于医药领域，用于生产多种药物原料，如抗生素、化疗药物等。

随着全球医药产业的蓬勃发展，异戊二烯在医药领域的需求也在不断增加。

3.化妆品领域：异戊二烯是合成香料和精油的重要原料，广泛应用于化妆品、香水等产品的生产。

随着消费者对个人护理和美容的日益关注，化妆品市场持续扩大，对异戊二烯的需求也在增加。

4.其他领域：异戊二烯还可以应用于橡胶改性、生物燃料、塑料添加剂等领域。

总体而言，异戊二烯在各个领域都有广泛的应用前景，并且随着相关行业的发展，其市场需求还会持续增加。

1.石油提炼：目前，异戊二烯的主要生产方式是通过石油提炼得到。

石油中的轻烃原料通过裂化和分离等工艺，经过一系列操作得到异戊二烯。

这种生产方式成本较高，同时也对石油资源有一定的依赖。

2.生物制造：为了解决异戊二烯生产成本高和对石油资源依赖的问题，近年来研究人员开始探索利用生物制造技术生产异戊二烯。

通过基因工程技术，将微生物转基因改造，使其能够产生异戊二烯。

这种生产方式不仅能够降低成本，还具有环境友好性。

3.光催化生产：光催化生产是一种新兴的异戊二烯生产技术，通过光能的作用，将反应物转化为异戊二烯。

这种生产方式具有高效、节能、环保的特点，但目前还处于实验室研究阶段，还需要进一步的实践验证。

总结起来，异戊二烯的生产技术主要包括石油提炼、生物制造和光催化生产三种方式。

其中，生物制造技术是未来的发展方向，具有潜力实现成本降低和资源可持续利用的目标。

异戊二烯生物合成研究进展

异戊二烯生物合成研究进展张雯雯;曾日中;杨礼富;顾金刚【摘要】异戊二烯（ isoprene ），又名2-甲基-1、3-丁二烯，是最简单的类异戊二烯化合物，是橡胶的重要前体物质，在精细化工如香料、新型农药等方面应用广泛。

异戊二烯主要依赖化石燃料合成，但生产成本较高、易污染环境，生物法合成异戊二烯具有巨大的潜在应用价值，本文综述了生物法合成异戊二烯的主要途径与研究进展。

%Isoprene (2-methyl-1, 3-butadiene) being the simplest member of the isoprenoids , is an important precur-sor in the synthetic rubber and widely used for perfume or spices and new pesticides .Isoprene is relied mainly on fos-sil fuel, yet high cost production and environment pollutivesome .Biosynthesis of isoprene possesses huge potential ap-plication value .This paper reviewed the main biosynthesis pathway and advances in isoprene .【期刊名称】《微生物学杂志》【年(卷),期】2016(036)006【总页数】6页(P98-103)【关键词】异戊二烯;生物合成;MVA途径;MEP途径【作者】张雯雯;曾日中;杨礼富;顾金刚【作者单位】中国农业科学院农业资源与农业区划研究所中国农业微生物菌种保藏管理中心，北京 100081; 中国热带农业科学院橡胶研究所农业部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室，海南儋州 571737; 海南大学环境与植物保护学院，海南海口 570100;中国热带农业科学院橡胶研究所农业部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室，海南儋州 571737;中国热带农业科学院橡胶研究所农业部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室，海南儋州 571737;中国农业科学院农业资源与农业区划研究所中国农业微生物菌种保藏管理中心，北京 100081【正文语种】中文【中图分类】Q939.9类异戊二烯化合物广泛存在于自然界中，其中异戊二烯(2-甲基-1、3-丁二烯)是最简单的类异戊二烯化合物[1] ，在常温下是一种无色、易挥发、有刺激性气味的油状液体，沸点较低(34 ℃)，能与乙醇、乙醚和丙酮等有机溶剂混溶。

顶复门原虫类异戊二烯生物合成途径及其关键酶的研究进展

次级代谢中起着重要的作用。２一Ｃ甲基一一藓糖Ｄ赤
醇一一酸４磷（２ — ｔｙ— —ｒｔｒｔｌ－ｈｓｈｔ，Ｃｍｅｈｌｅｙｈｉ一ｐｏｐａｅＤｏ４
羟戊酸，两次磷酸化和一步脱羧反应形成ＩＰ，经Ｐ
ｐａｅｓｎｈｓ，ＤＸ）ｈｔｙｔａｅＳ的作用下，成１脱氧一一生一Ｄ木
酮糖一一酸５磷（１ｄｏｙＤｘｌｌｓ～一ｈｓｈｔ，－ｅｘ — －ｙｕｏｅ５ｐｏｐａｅ
萜醇生物合成的前体物质。辅酶泛醌参与呼吸作用，而一些蛋白被异戊二烯修饰后可参与特定的功能，细胞内信号传导，白质的修饰及ｔＮＡ的修如蛋Ｒ
（ｍｅｉｓｐ）锥虫（ｙａｏｏｐ．、勒虫（ｈｉｒａｓｐ）巴贝斯虫（ａｅｉｐ．等一大类引Ｅｉｒａｐ．、Ｔｒｐｎｓｍａｓｐ）泰Ｔｅｌｉｐ．及ｅＢｂｓｓｐ）ａ起严重人畜疾病的寄生性原虫。顸复门原虫利用２－Ｃ甲基一一藓糖醇一一酸（Ｐ途径合成类异戊二烯Ｄ赤４磷ＭＥ）前体物质，些化合物对于维持顶复门原虫的生存具有十分重要的作用。卜脱氧一Ｉ酮糖一一酸（ＯＸ）这【木）５磷ＤＰ还原异构酶是ＭＥＰ途径的关键酶，其作用机理及抑制剂的筛选研究已取得重要进展。论文对顸复门原对虫类异戊二烯的ＭＥＰ途径，ＸＤＯＰ还原异构酶的作用机理及靶标研究进展进行综述。

天然产物萜类化合物的生物合成机制及其应用研究

天然产物萜类化合物的生物合成机制及其应用研究植物中存在着多种生物合成物质，其中最为重要的莫过于萜类化合物。

萜类化合物是一类具有丰富生物活性的天然产物，具有广泛的医药、香料、食品等应用价值。

其生物活性来源于其独特的生物合成机制，是其被广泛应用的重要原因。

一、生物合成机制天然产物萜类化合物的生物合成机制至今仍未完全解析，但已经对其基本过程有所了解。

萜类化合物生物合成一般分为两个阶段：前期和后期。

前期包括异戊二烯合成、色氨酸形成和伞形酸甲酯合成三个过程。

异戊二烯是萜类化合物合成的关键前体，形成异戊二烯需要更基黄酮和酪氨酸的参与。

色氨酸形成过程则是预备萜类化合物合成的另一个关键步骤，要素包括甲基四氢叶酸、精氨酸和色氨酸。

伞形酸甲酯合成则是第三步骤，包括多个酶的反应。

后期生物合成则主要包括色阶烷醇类、喹诺枝内酯类、三萜酸类和咖啡酸类四个大类别。

其中，色阶烷醇类包括α-萜烯、β-萜烯、β-环己烯丙基三萜等，喹诺枝内酯类包括青霉素、白霉素等著名的抗生素，三萜酸类则包括木酮类、桂皮酸类、三萜酸类等等。

咖啡酸类是一类在植物中广泛存在的酚类化合物，也被广泛用于食品、医药和日化轻工业领域。

二、应用研究萜类化合物的广泛应用使其成为了当前热门的科研领域。

根据其生物活性和应用价值，研究人员主要在以下几个方面展开了深入探究。

1.抗肿瘤活性萜类化合物因其广泛的抗肿瘤活性，是当前备受关注的研究领域。

有研究表明，α-萜烯具有显著的抗癌作用，可以抑制肿瘤细胞的生长和分裂，并诱导肿瘤细胞凋亡。

另外，经常食用萜类化合物丰富的水果和蔬菜，不仅能够增强机体免疫力，还可以降低患癌症的风险。

2. 抗菌活性目前已有很多研究表明，萜类化合物具有广谱的抗菌活性。

如β-环己烯丙基三萜可以明显地抑制金黄色葡萄球菌的生长，三萜酸类化合物还可以对抗耐药的细菌。

这些抗菌活性对于开发新型抗菌药物具有重要意义。

3.香料应用萜类化合物具有浓郁的天然香气，因此在食品、香水、药品等行业中被广泛运用。

异戊二烯综述

摘要：异戊二烯是合成橡胶的重要单体，主要用于生成异戊橡胶、丁基橡胶和ＳＩＳ热塑性弹性等，也广泛应用于医药、农药、黏结剂及香料等领域。

本文介绍了传统的异戊烷和异戊烯脱氢、化学合成、萃取蒸馏等几种主要的化学生产方法和生物合成方法及催化合成膜分离等新技术应用于异戊二烯的生产，并对主要方法进行了对比，分析了其优缺点，同时对异戊二烯生产技术的发展提出了建议。

关键词：异戊二烯; 生产方法; 研究进展，；市场分析Abstract:Isoprene monomer is an important synthetic rubber, mainly used to generate isoprene rubber, butyl rubber and SIS thermoplastic elastomers etc., which are also widely used in medicine, pesticides, bonding agents and spices and other fields. This article describes the traditional iso-pentane and iso-pentene dehydrogenation, chemical synthesis, extraction, distillation of several major chemical production methods and biological synthesis and catalytic synthesis of new membrane separation technology in the production of isoprene, and main methods are compared, their advantages and disadvantages are analyzed, while isoprene production technology development is suggested.Key words: Isoprene; production methods; research progress; market analysis1 异戊二烯合成的工业意义异戊二烯是合成橡胶（ＳＲ）的重要单体，主要用于合成异戊橡胶（ＩＲ）、ＳＩＳ（苯乙烯－异戊二烯－苯乙烯嵌段共聚物）和丁基橡胶（ＩＩＲ）等；另外，ＳＲ还广泛应用于医药、农药、黏结剂及香料等领域，如生产熏衣草醇、樟醇、柠檬醛、甲基庚烯酮、氯菊酸乙酯、角鲨烯和角鳖烷、甲基四氢苯酐、二氯异戊烷以及异戊烯氯等多种精细化工产品，以及合成润滑油添加剂、橡胶硫化剂和催化剂等。

异戊二烯的生产方法及用途

异戊二烯的生产方法及用途本文将探讨异戊二烯的生产方法以及其在各个领域的应用。

异戊二烯是一种重要的有机化合物，具有多种用途。

了解其生产方法和应用领域对于更好地利用这种化合物具有重要意义。

异戊二烯的主要生产方法为从石油中提取。

这种方法的优点是较为成熟且产量较高。

然而，由于石油资源的有限性，研究人员也在探索其他可替代的生产方法。

例如，生物发酵法是一种有前景的替代方法，通过利用微生物发酵来生产异戊二烯。

化学合成法也是一种可行的生产方式，虽然其生产成本相对较高。

异戊二烯在许多领域中具有广泛的应用。

在橡胶和塑料行业，异戊二烯是合成橡胶和聚合物的重要原料。

通过与不同的化合物反应，可以生产出一系列高性能的聚合物材料。

在医药领域，异戊二烯是合成许多药物的关键原料。

例如，盘尼西林等抗生素就可以通过异戊二烯的化学反应合成。

异戊二烯在香料、农药、涂料等其他领域也有应用。

从经济角度来看，异戊二烯的生产成本相对较高。

从石油中提取异戊二烯的成本受原油价格的影响，而化学合成法的生产成本则受到化学原料价格的影响。

然而，由于异戊二烯在各个领域的应用广泛，其市场价值也相应较高。

因此，虽然生产成本较高，异戊二烯的经济效益依然显著。

随着科技的不断进步，异戊二烯的生产方法和应用领域也在不断扩展。

未来，生物发酵法和化学合成法等非石油来源的生产方法有望得到进一步发展，以降低生产成本并减少对石油资源的依赖。

随着绿色化学的兴起，研究人员也将致力于开发环保型的生产工艺，以实现异戊二烯的可持续发展。

在应用领域方面，异戊二烯的新用途也不断被发现和开发。

例如，在能源领域，异戊二烯有望用于生产生物燃料，从而降低对化石燃料的依赖。

随着人们对材料性能的要求不断提高，异戊二烯基高性能聚合物及其复合材料的研发也将继续成为热点。

异戊二烯作为一种重要的有机化合物，其生产方法和应用领域都在不断发展和扩展。

了解其生产方法和应用领域有助于更好地利用这种化合物，并为相关领域的发展提供新的思路和方向。

丁二酸的生物合成及生物转化研究

丁二酸的生物合成及生物转化研究丁二酸，又称为丁酸，是一种重要的化学原料，在化工、制药、食品等领域有广泛应用。

目前，丁二酸的生物合成及生物转化研究受到了广泛关注。

一、丁二酸的生物合成丁二酸的生物合成分为两个阶段，首先是异戊二烯酸的合成，然后是异戊二烯酸的氧化生成丁二酸。

异戊二烯酸的合成发生在脂肪酸合成途径中，由酰辅酶A羧化酶在酰辅酶A基础上加入丙酮酸而合成。

异戊二烯酸的氧化反应由二氧化碳酸化酶催化，将异戊二烯酸转化为丁二酸。

目前，研究者通过对该途径相关酶系统的研究，识别了新型的异戊二烯酸合成途径以及新的辅酶A转化酶，为丁二酸的生物合成研究提供了新的思路和方法。

二、丁二酸的生物转化在生物转化途径中，丁二酸可以转化为更复杂的化合物，如丁醇、乙酰丙酮、戊酸等。

其中，丁二酸转化为丁醇的途径最为研究广泛。

丁二酸转化为丁醇的反应由丁醇脱氢酶催化，将丁二酸还原生成丁醇。

研究表明，这个反应途径受到许多因素的影响，如温度、pH值、酶浓度和底物浓度等。

进一步研究表明，丁二酸与其他生物物质之间存在协同作用，可以显著提高丁醇脱氢酶的催化效率，为丁二酸的生物转化提供了新的可行性。

三、丁二酸的应用前景丁二酸作为一种广泛应用的化学原料，具有良好的市场前景。

随着丁二酸的生物合成及生物转化研究的深入，其生产成本也将进一步降低，应用领域也将得到进一步的拓展。

不仅如此，研究表明，丁二酸具有一定的抗病毒、抗菌作用，并且可以用于生产透明纤维素、人工牛淡、染料和香料等。

因此，在未来的发展中，丁二酸的应用前景将更加广泛。

异戊二烯合成酶(IspS)在大肠杆菌中的表达及其产异戊二烯的研究

ＴｈｅｕｔｈｗｅｈａｈｓｐｅｅｓｎｈａｅｗａｆｃｅｔｙｅｐｅｓｄｉｅｒｓｌｓｓｏｄｔｔｔｅｉｏｒｎｙｔｓｓｅｉｎｌｘｒｓｅｎＥ．ｃｌ．ＡｆｅｕｉｅｙＮｉｉｏｉｔｒｐｒｆｄｂｉ
摘
要：来源于银白杨的异戊二烯合成酶基因按照大肠杆菌密码子偏爱性进行优化，隆到表达载体ｐＢ２（Ｅ）ｔ在Ｌ１Ｄ３中异源表达，用镍柱亲和层析纯化重组蛋白并测定其异戊二烯合成酶活性，采通过摇瓶发酵实验对重组茵产异戊二烯进行进一步研究。结果显示：白杨异戊二烯合成酶在大肠杆菌中能够高效银表达，过镍柱纯化后，经电泳检测到特异性表达条带；重组异戊二烯合成酶能够催化异戊二烯的合成，组茵的该重
ＡｂｔａｔＴｅＰｐｌｌａｉｐｅｅｓｎｈｓＩＳａｐｉｉｄｔｔｅｐｅｒｄｃｄｎｕａｅｏｓｈｓｒｃ：ｈｏｕｕａｂｏｒｎｙｔａｅ（ｓ）ｗｓｔｚｒｆｒｏｏｓｇｆｃ— ｓｓｐｏｍｅｏｈｅｅＥ
ｅｃｉｃｌｃｎｄｉｔｖｃｒＡＹＤｅ１ａｄｔｅｅｅｌｏｓｘｒｓｅ．ｃｌＢ２１（Ｅ）ｒｈｏｉｌｅｏｅｔＣＣｕｔｎｎｈｔｏｏｕｌｅｐｅｓｄｉＥｏＩｉａ，ｏｎｏｐ一ｈｒｇｙｎｉＤ３．

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ｓｏｒｉｎｔｈｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒｕｂｂｅｒａｎｄｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｆｏｒｐｅｒｆｕｍｅｏｒｓｐｉｃｅｓａｎｄｎｅｗｐｅｓｔｉｃｉｄｅｓ．Ｉｓｏｐｒｅｎｅｉｓｒｅｌｉｅｄｍａｉｎｌｙｏｎｏｓｆ —
５７１７３７
摘
要
异戊二烯（ｉｓｏｐｒｅｎｅ），又名２一甲基一１、３－丁二烯，是最简单的类异戊二烯化合物，是橡胶的重要前体物
质，在精细化工如香料、新型农药等方面应用广泛。异戊二烯主要依赖化石燃料合成，但生产成本较高、易污染环境，生物法合成异戊二烯具有巨大的潜在应用价值，本文综述了生物法合成异戊二烯的主要途径与研究
２．ＫｅｙＬａｂ．ｏｆＢｉｏ１．＆Ｇｅｎ．Ｒｅｓ．ｏｆＲｕｂｂｅｒＴｒｅｅ，ＲｕｂｂｅｒＲｅｓ．Ｉｎｓｔ．，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄ．ｏｆＴｒｏｐ’ Ａｇｒｉｃ．Ｓｃｉ．，Ｄａｎｚｈｏｕ５７１７３７；
（１．１ｎｓｔ．ｏｆＡｇｒｉｃ．Ｒｅｓ．＆Ｒｅｇ．Ｐｌａｎｎｉｎｇ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄ．ｏｆＡｇｒｉｃ．Ｓｃｉ．，Ａｇｒｉｃ．Ｃｕｌｔ．Ｃｏｌｌｅｃｔ ’ ａｆＣｏｈｉｎａ，Ｂｅｊｉｉｎｇ１０００８１；
９８
微生物学杂志２０１６年１２月第３６卷第６期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＩＣＲＯＢＩＯＬＯＧＹＤｅｃ．２０１６Ｖｏ１．３６Ｎｏ．６
异戊二烯生物合成研究进展
张雯雯，，曾日中，杨礼富，顾金刚
（１．中国农业科学院农业资源与农业区划研究所中国农业微生物菌种保藏管理中心，北京１０００８１；
２．中国热带农业科学院橡胶研究所农业部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室，海南儋州
３．海南大学环境与植物保护学院，海南海１５５７０１００）
ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＩｓｏｐｒｅｎｅＢｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
ＺＨＡＮＧＷｅｎ — ｗｅｎ，，，ＺＥＮＧＲｉ．ｚｈｏｎｇ，ＹＡＮＧＬｉ — ｆｕ，ＧＵＪｉｎ．ｇａｎｇ
类异戊二烯化合物广泛存在于自然界中，其Ｃ馏分中分离，虽然化学合成和分离的技术在不中异戊二烯（２．甲基一１、３．丁二烯）是最简单的类异断地改进和成熟，但是随着石油的逐渐耗尽及不戊二烯化合物¨ Ｊ，在常温下是一种无色、易挥发、可再生Ｉ生，材料短缺将会成为工业生产异戊二烯有刺激性气味的油状液体，沸点较低（３４℃），能的瓶颈。利用微生物发酵能够得到单体异戊二与乙醇、乙醚和丙酮等有机溶剂混溶。异戊二烯烯，具有成本低廉、产量较高、生产周期较短、污染
３．Ｃｏｉｌ．ｏｆＥｎｖｉｒｏｎ￣＆ＰｌａｎｔＰｒｏｔｅｃｔ．．ＨａｉａｎｎＵｎｉ．．Ｈａｉｋｏｕ５７０１ｏｏ）
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｓｏｐｒｅｎｅ（２－ｍｅｔｈｙｌ一１，３－ｂｕｔａｄｉｅｎｅ）ｂｅｉｎｇｔｈｅｓｉｍｐｌｅｓｔｍｅｍｂｅｒｏｆｔｈｅｉｓｏｐｒｅｎｏｉｄｓ，ｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｅｃｕｒ — 进展。 Fra bibliotek关键词
畀戊二烯；生物合成；ＭＶＡ途径；ＭＥＰ途径Ｑ９３９．９文献标识码Ａ文章编号１００５— ７０２１（２０１６）０６—００９８— ０６
中图分类号
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５— ７０２１．２０１６．０６．０１７
ｓｉｌｆｕｅｌ，ｙｅｔｈｉｇｈｃｏｓｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｏｌｌｕｔｉｖｅｓｏｍｅ．Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｉｓｏｐｒｅｎｅｐｏｓｓｅｓｓｅｓｈｕｇｅｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐ— ｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅｍａｉｎｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐａｔｈｗａｙａｎｄａｄｖａｎｃｅｓｉｎｉｓｏｐｒｅｎｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｉｓｏｐｒｅｎｅ；ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ＭＶＡｐａｔｈｗａｙ；ＭＥＰｐａｔｈｗａｙ