Каталитические системы: «Газпромнефть — Каталитические системы» и «Газпром переработка» договорились на ПГМФ о стратегическом сотрудничестве

«Газпромнефть — Каталитические системы» и «Газпром переработка» договорились на ПГМФ о стратегическом сотрудничестве

Версия для слабовидящих

Цвет

Размер шрифта

Межбуквенное расстояние

Межстрочный интервал

Переключение отображения картинок

15 сентября 2022, 15:00

«Газпромнефть — Каталитические системы» и «Газпром переработка» заключили на Петербургском международном газовом форуме соглашение о стратегическом сотрудничестве в области внедрения катализаторов на нефтегазоперерабатывающие предприятия.

«Газпромнефть — Каталитические системы» и «Газпром переработка» договорились на ПГМФ о стратегическом сотрудничестве

Стороны планируют создание системы партнерских отношений и развитие сотрудничества по тестированию катализаторов «Газпромнефть — Каталитических систем» на предприятиях «Газпром переработки», обмен опытом и проведение совместных мероприятий. Также соглашение подразумевает развитие технологий восстановления активности катализаторов гидропроцессов. Собственная технология позволяет «Газпром нефти» практически полностью восстанавливать активность отработанных катализаторов и использовать их повторно.

«Газпромнефть — Каталитические системы» и «Газпром переработка» договорились на ПГМФ о стратегическом сотрудничестве

«Эффективная работа катализаторов лежит в основе успеха современных нефтегазоперерабатывающих предприятий. Соглашение о стратегическом сотрудничество укрепит наше партнерство и позволит комплексно подойти к вопросу обеспечения наших филиалов современными эффективными отечественными катализаторами», — сказал генеральный директор «Газпром переработка» Айрат Ишмурзин.

«Объединение наших знаний, возможностей и опыта позволит расширить возможности применять новые перспективные технологии восстановления активности катализаторов, а также усилить работу по созданию цепочки разработки и кастомизации новых марок катализаторов. Выступая надежным партнером нефтегазоперерабатывающих предприятий, мы предлагаем рынку эффективные катализаторы, созданные по собственным эффективным технологиям. Стратегическое сотрудничество расширит возможности развития технологий подбора катализаторов для решения конкретных задач в интересах всей отрасли», — отметил генеральный директор «Газпромнефть — Каталитические системы» Александр Чембулаев.

Последние новости за сентябрь

• Пожарные Астраханского ГПЗ бронзовые призеры областного чемпионата30 сентября 2022, 00:00
• Сварщик «Газпром переработки» стал призёром фестиваля труда29 сентября 2022, 00:00
• На Астраханском ГПЗ обсудили проект разработки цифровой модели26 сентября 2022, 00:00
• Директор Оренбургского гелиевого завода стал «Руководителем года»26 сентября 2022, 00:00
• В Оренбурге проходят соревнования «PROверь себя»22 сентября 2022, 00:00

«В долгосрочной перспективе спрос на катализаторы будет оставаться высоким»

«Газпромнефть – Каталитические системы» – дочернее предприятие «Газпром нефти» – ведет монтаж оборудования нового завода катализаторов нефтепереработки — веществ, ускоряющих протекание ключевых химических реакций, лежащих в основе работы всех современных НПЗ. Предприятие сможет ежегодно выпускать по собственным технологиям 21 тысячу тонн катализаторов — этого объема хватит на весь российский рынок. О том, как проводятся испытания новых катализаторов нефтепереработки и насколько они будут востребованы в период и после энергоперехода, в интервью RUPEC рассказал заместитель генерального директора «Газпромнефть – Каталитические системы» Александр Зайцев.

Запуск предприятия «Газпромнефть – Каталитические системы» в Омске — ожидаемое событие в отрасли. Повлияла ли на строительство пандемия? На какой стадии сейчас находится строительство объекта?

Уже завершен один из этапов стройки – готов Центр испытания катализаторов «Селектум», накануне состоялся ввод в эксплуатацию. Также готовы инфраструктурные объекты будущего завода – автоматизированный комплекс теплогенерации, логистические и инфраструктурные объекты. С начала пандемии мы внедрили масштабный комплекс мер, принятый на всех площадках «Газпром нефти», это позволило нам не останавливать строительство.

По нескольким поставщикам оборудования немного сместились сроки, но в целом параметры проекта сохранились. Сейчас полным ходом идет возведение основных производственных объектов предприятия.Все необходимое оборудование уже законтрактовано, а 99 процентов уже поставлено и находится либо на складах в Омске, либо монтируется в процессе строительства. Завершение строительства ожидается в 2022 году.

Для чего предназначен Центр испытания катализаторов, который войдет в состав нового производства «Газпромнефть – Каталитические системы»?

Это уникальный комплекс, созданный специально для исследований и совершенствования технологий производства катализаторов нефтепереработки для внутренних и внешних заказчиков. Центр оборудован современными пилотными установками, на которых мы нарабатываем опытные партии катализаторов объемом до нескольких десятков килограммов, а затем тестируем их.

Изначально катализаторы разрабатываются в лабораторных условиях в количестве нескольких граммов, затем в центре «Селектум» технологии масштабируют — нарабатывают катализаторы в килограммовых количествах. После этого на пилотных установках для испытаний катализаторов каталитического крекинга, гидроочистки и гидрокрекинга их тестируют. То есть, этот Центр необходим для проверки технологий на этапе их масштабирования. Еще одна причина, по которой создавался центр «Селектум» – это подбор катализаторов, наилучшим образом соответствующих потребностям наших заказчиков. Мы имеем возможность разрабатывать и совершенствовать рецептуры под конкретные задачи клиентов. Также для нас важно иметь возможность продемонстрировать будущим потребителям способность выполнять именно те задачи, которые они ставят перед каталитическими системами.

Удалось ли уже опробовать в промышленных масштабах технологии, испытанные на пилотных установках?

Мы работаем на всех этапах жизненного цикла технологий разработки и производства катализаторов. Если говорить про катализаторы крекинга, то у «Газпром нефти» есть действующее производство в составе Омского нефтеперерабатывающего завода. Мощности там не очень большие, но для поставки катализаторов для нескольких промышленных установок и проверки новых технологий их достаточно.

Будущий катализаторный завод заменит это производство.

Что касается катализаторов гидропроцессов, «Газпром нефть» наработала на сторонних площадках по собственной технологии и под непрерывным контролем уже две промышленные партии катализаторов гидроочистки. Результаты испытаний на НПЗ компании показали, что наши катализаторы не уступают топовым образцам ведущих западных производителей.

Также на партнерской площадке с 2017 года производятся катализаторы олигомеризации фракции С4, которые мы поставляем на Московский НПЗ для производства высокооктанового компонента бензина.

Еще одна важная технология, над которой мы много работаем – это восстановление активности отработанных катализаторов гидроочистки. Вслед за стремлением развитых стран к экономике замкнутого цикла, растет интерес крупных нефтепереработчиков к повторному использованию катализаторов. На текущий момент мы провели восстановление активности трех промышленных партий импортных катализаторов, эксплуатация которых, к слову, полностью доказала эффективность нашей технологии в ходе промышленной эксплуатации на Омском НПЗ.

В дальнейшем мы планируем использовать эту технологию для собственных катализаторов.

Зачастую заводы связаны обязательствами перед зарубежными лицензиарами. Как обстоят дела с технологиями у вас?

У нас собственные технологии производства катализаторов. «Газпром нефть» имеет тесные партнерские отношения с ведущими научными институтами России. Например, это Институт катализа им. Г. К. Борескова в Новосибирске, его филиал в Омске – Центр новых химических технологий ИК СО РАН, у нас также есть совместные проекты с Самарским государственным техническим университетом, Московским государственным университетом и рядом других научных учреждений. Эти институты делают для «Газпром нефти» эксклюзивные НИОКР по ряду направлений.

Кроме того, «Газпром нефть» в 2020 году создала дочернюю компанию «Газпром нефть — Промышленные инновации», которая занимается научными исследованиями и разработками. Часть НИОКР они будут выполнять самостоятельно.

Вы все ближе к старту большого производства. Сейчас мы видим мировой тренд на снижение выбросов СО2, которыми сопровождается практически любое промышленное производство. Учитывался ли экологический фактор при проектировании катализаторного завода в Омске?

Наш завод спроектирован по самым современным стандартам, в том числе и с точки зрения экологии. Для сравнения, мощность нового предприятия будет в семь раз больше, чем сейчас на промышленной площадке на территории ОНПЗ, а воздействие на окружающую среду снизится на 30%. Такие показатели достигаются за счет повсеместного использования герметичных производственных линий, энерго- и ресурсоэффективного оборудования, обеспечивающего пониженное влияние на атмосферу, применением закрытой системы водоснабжения с возвратом очищенной воды в производство, наличием локальных очистных сооружений.

Также специально для катализаторного производства «Газпромнефть – Каталитические системы» с использованием самых современных решений спроектирован автоматизированный комплекс теплогенерации. Только лишь горелочные устройства обеспечили снижение влияния на атмосферу в два раза относительно стандартных технических решений.

«Газпромнефть – Каталитические системы» обеспечит выпуск 21 тыс. тонн современных катализаторов в год. Это практически полностью покрывает потребности российских переработчиков. Кто ваши потенциальные клиенты – только российские компании или планируется экспортировать продукты производства за рубеж?

Приоритетной задачей для себя мы считаем обеспечение потребностей российских переработчиков, но также мы не забываем и о других рынках.

Следующий приоритет для нас – страны СНГ, в которых сильно развита нефтепереработка. Это – Белоруссия, Казахстан, Азербайджан, Туркменистан, Узбекистан. Кроме того, мы также рассчитываем и уже ведем работу по установлению партнерства с потребителями в развивающихся странах дальнего зарубежья.

Насколько востребованы катализаторы нефтепереработки в период энергоперехода, когда необходимо уменьшать углеродный след и повышать экологичность? Какие перспективы у этого рынка?

Российская нефтепереработка продолжает развиваться – мощности процессов крекинга, гидроочистки и гидрокрекинга будут продолжать расти вплоть до 2030 года. Это объясняется потребностями производителей в увеличении глубины переработки сырья, которая невозможна без катализаторов. При этом увеличение глубины переработки приводит к использованию в качестве топлива более легких нефтепродуктов, что само по себе означает снижение углеродного следа.

Мы понимаем, что в какой-то момент спрос на классическое топливо из нефтяного сырья все же начнет снижаться, однако, спрос на нефтехимическую продукцию, также получаемую с использованием каталитических процессов, будет продолжать расти. Это значит, что спрос на катализаторы будет оставаться высоким.

Важно отметить, что и экологичные виды топлива, такие как, например, биодизель и биокеросин, использование которых будет расти в процессе энергоперехода, также потребуют для своего производства применения катализаторов.

В долгосрочной перспективе будет расти использование водорода как безуглеродного и самого экологичного топлива. Конечной целью является полный переход на так называемый «зеленый» водород, однако программа перехода включает промежуточные этапы с использованием «голубого» и «бирюзового» водорода, а их производство также потребует применения катализаторов.

Таким образом, в долгосрочной перспективе рынок катализаторов будет продолжать расти.

Как планируется развивать проект после того, как полностью запустится производство «Газпромнефть – Каталитические системы»?

Несмотря на то, что еще идет стройка, мы уже думаем о будущем. У нас есть среднесрочные и долгосрочные планы в рамках которых мы рассматриваем различные варианты по развитию предприятия – увеличению мощностей и расширению ассортимента катализаторов.

Беседовала Валерия Княгинина 

RUPEC в Telegram

Дорожная карта к интегрированным каталитическим системам будущего

1. Армор, Дж. Н. История промышленного катализа.

   Катал. Сегодня 163 , 3–9 (2011).

   КАС Google Scholar

2. Симан, Дж. И. Книги с автографами Нозоэ: Истории, стоящие за историями. Хим. Рек. 13 , 483–514 (2013).

   КАС Google Scholar

3. Eschenmoser, A. & Wintner, CE. Синтез натуральных продуктов и витамин B12. Наука 196 , 1410–1420 (1977).

   КАС пабмед Google Scholar

4. Ли, К. Т. и др. Эффективная и упрощенная стратегия контроля pH-статуса для промышленной ферментации витамина B(12) с помощью Pseudomonas denitrificans . Биопроцесс. Биосист. англ. 31 , 605–610 (2008).

   КАС пабмед Google Scholar

5. Бенейтон, Т. и др. Неравновесные микрокомпартменты для восходящей интеграции метаболических функций. Нац. коммун. 9 , 2391 (2018).

   ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

6. «>

   Weiss, M. et al. Последовательная восходящая сборка механически стабилизированных синтетических клеток с помощью микрофлюидики. Нац. Матер. 17 , 89–96 (2018).

   КАС пабмед Google Scholar

7. Дешпанде, С. и др. Пространственно-временной контроль образования коацерватов в липосомах. Нац. коммун. 10 , 1800 (2019).

   ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

8. Хасатани, К. и др. Высокопроизводительное и долгосрочное наблюдение за отдельными биохимическими осцилляторами. ChemComm 49 , 8090–8092 (2013).

   КАС Google Scholar

9. Дюпен А. и Зиммель Ф. К. Передача сигналов и дифференцировка в мультикомпартментальных генных цепях in vitro на основе эмульсии. Нац. хим. 11 , 32–39 (2019).

   КАС пабмед Google Scholar

10. Бут, М. Дж., Рестрепо Шильд, В., Бокс, С. Дж. и Бэйли, Х. Световой рисунок синтетических тканей с разрешением одной капли. Науч. Респ. 7 , 9315 (2017).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

11. Schwille, P. et al. MaxSynBio: путь к созданию клеток снизу вверх. Анжю. хим. Междунар. Эд. 57 , 13382–13392 (2018).

    КАС Google Scholar

12. Консорциум ЮниПрот. UniProt: всемирный центр знаний о белках. Рез. нуклеиновых кислот. 47 , Д506–Д515 (2018).

    Google Scholar

13. Йеске Л., Плачек С., Шомбург И., Чанг А. и Шомбург Д. БРЕНДА в 2019 г.: европейский ресурс основных данных ELIXIR. Рез. нуклеиновых кислот. 47 , Д542–Д549 (2018).

    Центральный пабмед Google Scholar

14. Яхья, А. Р. М., Андерсон, В. А. и Му-Янг, М. Синтез сложных эфиров в реакциях, катализируемых липазой. Фермент микроб. Технол. 23 , 438–450 (1998).

    КАС Google Scholar

15. Борншойер, У. Т. и Казлаускас, Р. Дж. Каталитическая неразборчивость в биокатализе: использование старых ферментов для образования новых связей и следования новым путям. Анжю. хим. Междунар. Эд. 43 , 6032–6040 (2004 г.).

    КАС Google Scholar

16. Глюк С.М., Гумус С., Фабиан В.М.Ф. и Фабер К. Биокаталитическое карбоксилирование. Хим. соц. Ред. 39 , 313–328 (2010).

    КАС пабмед Google Scholar

17. «>

    Martin, J., Eisoldt, L. & Skerra, A. Фиксация газообразного CO ₂ путем обращения декарбоксилазы для биокаталитического синтеза незаменимой аминокислоты l-метионина. Нац. Катал. 1 , 555–561 (2018).

    КАС Google Scholar

18. Bernhardsgrutter, I. et al. Пробуждение спящей карбоксилазной функции ферментов: разработка природного потенциала связывания CO ₂ редуктаз. Дж. Ам. хим. соц. 141 , 9778–9782 (2019).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

19. Швандер Т., Шада фон Боржисковски Л., Бургенер С., Кортина Н. С. и Эрб Т. Дж. Синтетический путь фиксации углекислого газа in vitro. Наука 354 , 900–904 (2016).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

20. «>

    Burgener, S., Schwander, T., Romero, E., Fraaije, M.W. & Erb, T.J. Молекулярная основа для превращения (2S)-метилсукцинил-CoA-дегидрогеназы в оксидазу. Молекулы 23 , 68 (2017).

    Центральный пабмед Google Scholar

21. Хаммер, С. К., Найт, А. М. и Арнольд, Ф. Х. Дизайн и эволюция ферментов для неестественной химии. Курс. мнение Зеленый Суст. 7 , 23–30 (2017).

    Google Scholar

22. Йешек, М., Панке, С. и Уорд, Т. Р. Искусственные металлоферменты на пороге нового для природы метаболизма. Тенденции биотехнологии. 36 , 60–72 (2018).

    КАС пабмед Google Scholar

23. Coelho, P.S., Brustad, E.M., Kannan, A. & Arnold, FH. Циклопропанирование олефинов посредством переноса карбенов, катализируемое инженерными ферментами цитохрома P450. Наука 339 , 307–310 (2013).

    КАС пабмед Google Scholar

24. Кан, С. Б., Льюис, Р. Д., Чен, К. и Арнольд, Ф. Х. Направленная эволюция цитохрома c для образования связи углерод-кремний: оживление кремния. Наука 354 , 1048–1051 (2016).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

25. Hammer, S.C. et al. Антимарковниковское окисление алкенов с помощью металлооксо-опосредованного ферментативного катализа. Наука 358 , 215–218 (2017).

    КАС пабмед Google Scholar

26. Hammer, S.C., Marjanovic, A., Dominicus, JM, Nestl, B.M. & Hauer, B. Сквален-гопенциклазы представляют собой протоназы для стереоселективного кислотного катализа Бренстеда. Нац. хим. биол. 11 , 121–126 (2015).

    КАС пабмед Google Scholar

27. Галли С., Нестл Б. М. и Хауэр Б. Разработка негемовых железооксигеназ Риске для асимметричного дигидроксилирования алкенов. Анжю. хим. Междунар. Эд. 54 , 12952–12956 (2015).

    КАС Google Scholar

28. Алонсо-де Кастро, С., Кортахарена, А.Л., Лопес-Гальего, Ф. и Саласса, Л. Биоортогональная каталитическая активация противоопухолевых комплексов платины и рутения с помощью ФАД и флавопротеинов. Анжю. хим. Междунар. Эд. 57 , 3143–3147 (2018).

    КАС Google Scholar

29. Obexer, R. et al. Возникновение каталитической тетрады в процессе эволюции высокоактивной искусственной альдолазы. Нац. хим. 9 , 50–56 (2017).

    КАС пабмед Google Scholar

30. «>

    Jeschek, M. et al. Направленная эволюция искусственных металлоферментов для Метатезис in vivo . Природа 537 , 661–665 (2016).

    КАС пабмед Google Scholar

31. Ки, Х. М., Дидио, П., Кларк, Д. С. и Хартвиг, Дж. Ф. Абиологический катализ искусственными белками гема, содержащими благородные металлы вместо железа. Природа 534 , 534–537 (2016).

    КАС пабмед Google Scholar

32. Джеветт, М. К., Калхун, К. А., Волошин, А., Вуу, Дж. Дж. и Шварц, Дж. Р. Интегрированная бесклеточная метаболическая платформа для производства белка и синтетической биологии. мол. Сист. биол. 4 , 220 (2008).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

33. Холд, К., Биллербек, С. и Панке, С. Перспективный дизайн сложной ферментативной каскадной реакции. Нац. коммун. 7 , 12971 (2016).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

34. Опгенорт, П. Х., Корман, Т. П. и Боуи, Дж. У. Модуль синтетической биохимии для производства химических веществ на биологической основе из глюкозы. Нац. хим. биол. 12 , 393–395 (2016).

    КАС пабмед Google Scholar

35. Valliere, M.A. et al. Бесклеточная платформа для пренилирования натуральных продуктов и применения в производстве каннабиноидов. Нац. коммун. 10 , 565 (2019).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

36. Карбонелл П., Парутто П., Бодье К., Жюно К. и Фолон Дж. Л. Retropath: автоматизированный конвейер для встроенных метаболических цепей. Синтезатор ACS. биол. 3 , 565–577 (2014).

    КАС пабмед Google Scholar

37. Erb, T.J., Jones, P.R. & Bar-Even, A. Синтетический метаболизм: метаболическая инженерия в сочетании с дизайном ферментов. Курс. мнение хим. биол. 37 , 56–62 (2017).

    КАС пабмед Google Scholar

38. Siegel, J.B. et al. Компьютерный дизайн белков обеспечивает новый путь ассимиляции одного углерода. Проц. Натл акад. науч. США 112 , 3704–3709 (2015).

    КАС пабмед Google Scholar

39. Богорад И. В., Лин Т. С. и Ляо Дж. К. Синтетический неокислительный гликолиз обеспечивает полное сохранение углерода. Природа 502 , 693–697 (2013).

    КАС пабмед Google Scholar

40. Сан, Дж. , Джеффрис, Дж. Г., Генри, К. С., Брунер, С. Д. и Хэнсон, А. Д. Метаболитные повреждения и восстановление в метаболическом инженерном дизайне. Метаб. англ. 44 , 150–159 (2017).

    КАС пабмед Google Scholar

41. Опгенорт, П. Х., Корман, Т. П. и Боуи, Дж. У. Синтетический биохимический модуль клапана молекулярной продувки, который поддерживает окислительно-восстановительный баланс. Нац. коммун. 5 , 4113 (2014).

    КАС пабмед Google Scholar

42. Опгенорт, П. Х., Корман, Т. П., Янку, Л. и Боуи, Дж. У. Молекулярный реостат поддерживает уровни АТФ для управления синтетической биохимической системой. Нац. хим. биол. 13 , 938–942 (2017).

    КАС пабмед Google Scholar

43. Андексер, Дж. Н. и Рихтер, М. Новые ферменты для регенерации АТФ в биокаталитических процессах. ChemBioChem 16 , 380–386 (2015).

    КАС пабмед Google Scholar

44. Мордхорст, С. и др. Несколько ферментов полифосфаткиназы 2 катализируют производство аденозин-5′-полифосфатов. ChemBioChem 20 , 1019–1022 (2019).

    КАС пабмед Google Scholar

45. Мордхорст, С., Зигрист, Дж., Мюллер, М., Рихтер, М. и Андексер, Дж. Н. Каталитическое алкилирование с использованием циклического S -система регенерации аденозилметионина. Анжю. хим. Междунар. Эд. 56 , 4037–4041 (2017).

    КАС Google Scholar

46. Масада, С. и др. Эффективное химико-ферментативное производство низкомолекулярных глюкозидов с рециркуляцией УДФ-глюкозы in situ. ФЭБС Письмо. 581 , 2562–2566 (2007 г.).

    КАС пабмед Google Scholar

47. Spaans, S.K., Weusthuis, R.A., van der Oost, J. & Kengen, S.W. NADPH-генерирующие системы у бактерий и архей. Фронт. микробиол. 6 , 742 (2015).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

48. Huang, R., Chen, H., Zhong, C., Kim, J.E. & Zhang, Y.H. Высокопроизводительный скрининг изменения предпочтения кофермента термофильной 6-фосфоглюконатдегидрогеназы из NADP ⁺ до NAD ⁺ . науч. Респ. 6 , 32644 (2016).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

49. Megarity, C. F. et al. Электрокаталитический волейбол: быстрое циклирование никотинамида с наноограничением для органического синтеза в порах электрода. Анжю. хим. Междунар. Эд. 58 , 4948–4952 (2019).

    КАС Google Scholar

50. Отрин Л. и др. На пути к искусственным митохондриям: имитация окислительного фосфорилирования в полимерных и гибридных мембранах. Нано Летт. 17 , 6816–6821 (2017).

    КАС пабмед Google Scholar

51. Lee, K.Y. et al. Фотосинтетические искусственные органеллы поддерживают и контролируют АТФ-зависимые реакции в протоклеточной системе. Нац. Биотехнолог. 36 , 530–535 (2018).

    КАС пабмед Google Scholar

52. Schmid-Dannert, C. & López-Gallego, F. Достижения и возможности для разработки самодостаточных и пространственно организованных бесклеточных биокаталитических систем. Курс. мнение хим. биол. 49 , 97–104 (2019).

    КАС пабмед Google Scholar

53. Кога, С., Уильямс, Д. С., Перриман, А. В. и Манн, С. Микрокапли пептид-нуклеотид как шаг к безмембранной модели протоклетки. Нац. хим. 3 , 720–724 (2011).

    КАС пабмед Google Scholar

54. Stadler, B. et al. Микрореактор с тысячами отсеков: липосомы с ферментами внутри полимерных капсул. Анжю. хим. Междунар. Эд. 48 , 4359–4362 (2009).

    КАС Google Scholar

55. Weiss, M. et al. Последовательная восходящая сборка механически стабилизированных синтетических клеток с помощью микрофлюидики. Нац. Матер. 17 , 89–96 (2018).

    КАС пабмед Google Scholar

56. Джо, С.-М., Вурм, Ф. Р. и Ландфестер, К. Биомиметическая каскадная сеть между интерактивными мультикомпартментами, организованными нанореакторами из диоксида кремния, загруженными ферментами. Приложение ACS Матер. Интерфейсы 10 , 34230–34237 (2018 г.).

    КАС пабмед Google Scholar

57. Ferlez, B., Sutter, M. & Kerfeld, C.A. Разработанная бактериальная микрокомпартментная оболочка с настраиваемым составом и точной загрузкой груза. Метаб. англ. 54 , 286–291 (2019).

    КАС пабмед Google Scholar

58. Noireaux, V. & Libchaber, A. Везикулярный биореактор как шаг к сборке искусственных клеток. Проц. Натл акад. науч. США 101 , 17669–17674 (2004 г.).

    КАС пабмед Google Scholar

59. Карим, А. С. и Джуэтт, М. С. Бесклеточная основа для быстрого прототипирования путей биосинтеза и открытия ферментов. Метаб. англ. 36 , 116–126 (2016).

    КАС пабмед Google Scholar

60. Ацуми С., Ханай Т. и Ляо Дж. К. Неферментативные пути синтеза высших спиртов с разветвленной цепью в качестве биотоплива. Природа 451 , 86–89 (2008).

    КАС пабмед Google Scholar

61. Делломонако, К., Кломбург, Дж. М., Миллер, Е. Н. и Гонсалес, Р. Реверсирование цикла бета-окисления для синтеза топлива и химикатов. Природа 476 , 355–359 (2011).

    КАС пабмед Google Scholar

62. Йим, Х. и др. Метаболическая инженерия Escherichia coli для прямого производства 1,4-бутандиола. Нац. хим. биол. 7 , 445–452 (2011).

    КАС пабмед Google Scholar

63. Кломбург, Дж. М., Цянь, С., Тан, З., Чеонг, С. и Гонсалес, Р. Алкогольный путь изопреноидов, синтетический путь биосинтеза изопреноидов. Проц. Натл акад. науч. США 116 , 12810–12815 (2019).

    КАС пабмед Google Scholar

64. Антоновский Н. и др. Синтез сахара из CO ₂ в Escherichia coli . Cell 166 , 115–125 (2016).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

65. Шада фон Божисковски, Л. и др. Спроектированный цикл Кальвина-Бенсона-Бэсшема для фиксации углекислого газа в Methylobacterium extorquens AM1. Метаб. англ. 47 , 423–433 (2018).

    КАС пабмед Google Scholar

66. «>

    Лин, П. П. и др. Создание и эволюция штамма Escherichia coli , основанного на неокислительном гликолизе для катаболизма сахара. Проц. Натл акад. науч. США 115 , 3538–3546 (2018).

    КАС пабмед Google Scholar

67. Bernhardsgrutter, I. et al. Мультикаталитический компартмент пропионил-КоА-синтазы изолирует токсичный метаболит. Нац. хим. биол. 14 , 1127–1132 (2018).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

68. Хайд, К.С., Ахмед, С.А., Падлан, Э.А., Майлз, Э.В. и Дэвис, Д.Р. Трехмерная структура мультиферментного комплекса триптофансинтазы альфа-2-бета-2 из Salmonella typhimurium . Дж. Биол. хим. 263 , 17857–17871 (1988).

    КАС пабмед Google Scholar

69. Феррейра, Р. Д. Г., Аццони, А. Р. и Фрейтас, С. Технико-экономический анализ промышленного производства недорогого фермента с использованием E. coli : случай рекомбинантной бета-глюкозидазы. Биотехнология. Биотопливо 11 , 81 (2018).

    ПабМед ПабМед Центральный Google Scholar

70. Корман, Т. П., Опгенорт, П. Х. и Боуи, Дж. У. Синтетическая биохимическая платформа для бесклеточного производства монотерпенов из глюкозы. Нац. коммун. 8 , 15526 (2017).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

71. Тейлор Х.С. Катализ в химической промышленности. Природа 104 , 94–95 (1919).

    Google Scholar

72. Тамура Дж. и др. Электрохимическое восстановление CO ₂ в этиленгликоль на имидазолиевых электродах самосборки, модифицированных монослоем Au, с концевыми ионами имидазолия, в водном растворе. Физ. хим. хим. физ. 17 , 26072–26078 (2015).

    КАС пабмед Google Scholar

73. Калберер П.П., Бьюкенен Б.Б. и Арнон Д.И. Скорость фотосинтеза изолированными хлоропластами. Проц. Натл акад. науч. США 57 , 1542–1549 (1967).

    КАС пабмед Google Scholar

74. Никель, H. Gewicht und Zusammensetzung der Chloroplasten von Антиринум большой . Флора Абт. А 159 , 233–252 (1968).

    Google Scholar

Ссылки для скачивания

Ферментно-фотосвязанные каталитические системы — Обзоры химического общества (RSC Publishing)

Шаохуа Чжан, ^бф Шусонг Лю, ^и Иин Вс, ^б Шихао Ли, ^б Джиафу Ши* ^аде и Чжунъи Цзян * ^{до н. э.}

Принадлежности автора

* Соответствующие авторы

^и Школа наук об окружающей среде и инженерии, Тяньцзиньский университет, Тяньцзинь 300072, Китай
Электронная почта: [email protected]

^б Ключевая лаборатория зеленых химических технологий Министерства образования, Школа химического машиностроения и технологий, Тяньцзиньский университет, Тяньцзинь 300072, Китай
Электронная почта: zhyjiang@tju. edu.cn

^в Совместный инновационный центр химической науки и техники (Тяньцзинь), Тяньцзинь 300072, Китай

^д Совместная школа Национального университета Сингапура и Тяньцзиньского университета, Международный кампус Тяньцзиньского университета, Новый город Биньхай, Фучжоу, Китай

^и Государственная ключевая лаборатория биохимической инженерии Института технологических процессов Китайской академии наук, Пекин, Китай

^ф Институт молекул и материалов, Радбаудский университет, Неймеген, Нидерланды

Аннотация

rsc.org/schema/rscart38″> Эффективное химическое преобразование экологически безопасным способом с низким содержанием углерода имеет решающее значение для устойчивого развития современного общества. Ферментативно-фотосвязанные каталитические системы (EPCS), объединяющие исключительную селективность ферментативного катализа и уникальную реакционную способность фотокатализа, открывают большие перспективы в «молекулярном редактировании», управляемом солнечной энергией. Однако использование нескольких компонентов и каталитических процессов затруднило разработку эффективной и стабильной EPCS. Чтобы показать четкую картину сложной каталитической системы, в этом обзоре мы анализируем EPCS с точки зрения системной инженерии. Сначала мы разбиваем сложную систему на четыре элементарных компонента и реорганизуем эти компоненты в биокаталитические и фотокаталитические ансамбли (БЭ и ФЭ). Разрешая текущие доступные системы, мы определяем, что возможность подключения и совместимость между BE и PE являются двумя ключевыми факторами, определяющими производительность EPCS.