基于基因工程构建煤炭降解工程菌降解转化煤炭的机理研究

The research based on the model compound of coal biodegraded by enzyme of engineering bacteria which structured on the basis of genetic engineering technology. The model compound design with computational simulation of molecular, quantum/molecular mechanics in combination with functional groups characteristics of coal. To explore the mechanism model of coal biodegradation for microcosmic exploratory, reveal the regular patterns and mechanism functional groups of coal react in biological enzyme. This research lays the foundation for fundamentally conjecturing and analyzing the principles of biodegradation in coal and establishing reaction kinetics model and reaction mechanism model of biodegradation in coal, and thus makes a Lay the theoretical foundation for the coal degradation. Meanwhile, the research is provide scientific guidance to efficient development and utilization of China's large scale of low rank coal.

采用基于基因工程技术构建的煤炭降解转化工程菌(细菌和真菌的跨界融合)的生物酶，对结合煤炭的官能团特征，通过分子设计、量子/分子力学计算模拟，利用Materials studio软件构建和优化出的煤炭模型标样化合物进行降解转化的实验研究，从微观上探索煤炭生物降解转化机理，探索煤炭官能团在生物酶作用下的断键变化规律及生物催化反应路径，建立煤炭生物降解转化反应动力学模型和煤炭降解转化机理模型，揭示煤炭生物降解转化的基本原理，为煤炭生物降解转化奠定理论基础和我国大规模低阶煤的高效开发利用提供科学的指导。

煤炭生物降解转化是一种生物技术和矿物加工以及煤化工技术相结合的跨学科、跨专业的生物工程创新研究，具有能耗低、转化条件温和和绿色环保等优越性。煤炭的生物降解转化项目研究基于我国是储量、生产和使用煤炭的“超级大国”的国情，因此本研究是符合国情的一项前瞻性的基础研究课题。发展煤炭的生物降解转化绿色技术，使煤炭高效清洁的利用和转化生产高附加值的化工品或燃料对人类与自然的和谐生存发展意义重大，发展前景意义深远。.项目系统的筛选了煤炭典型模型化合物并对其相关官能团键长、键级、HOMO轨道、LOMO轨道的计算；同时对具有典型性特征的褐煤采用FTIR、XPS、13C-NMR等现代化检测手段进行研究分析，再通过计算结果和检测分析的结果，采用DMol3模块构建低价煤化合物模型。.通过对已构建的黄孢原毛平革菌和球红假单胞菌构建的工程菌进行生物酶的提取，系统考察微波、紫外诱变对菌种生物酶产生量和活性的影响及对煤炭生物降解转化的影响；同步进行了球红假单胞菌原生质体的微波、紫外诱变及其煤炭降解转化试验。.最后运用Materials studio 软件，通过对生物酶降解转化模型化合物的过渡态、热力学和反应动力学的计算，建立煤炭生物降解转化机理模型。.通过项目负责人和成员的共同努力，项目圆满的完成了项目批准书的既定研究目标，通过项目研究，为我国煤炭生物降解转化的研究奠定了基础。