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【中国科学报】甲醇生物转化可高效合成脂肪酸衍生物

2022-07-22 中国科学报 孙丹宁
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  中国科学院大连化学物理研究所研究员周雍进团队以甲醇酵母为细胞催化剂,通过结合适应性进化和理性代谢工程改造,实现了甲醇生物转化高效合成脂肪酸衍生物。日前,相关研究成果分别发表于《自然—代谢》和美国《国家科学院院刊》。

  脂肪酸衍生物是液体生物燃料、油脂化工品、食品和材料等生产的基础原料。传统动、植物油脂产量有限,难以满足日益增长的需求,亟待发展油脂生产新技术。甲醇生物转化可建立不依赖于耕地的脂肪酸供给路线,但微生物细胞中甲醇代谢复杂,难以实现其高效定向转化。

  科研人员在改造以多形汉逊酵母为宿主的内源代谢合成脂肪酸过程中,发现工程菌株在甲醇中无法生长。通过实验室适应性进化获得的驯化菌株,能在甲醇中正常生长且可高效生产脂肪酸。他们重排细胞内全局代谢,强化前体乙酰辅酶A和辅因子NADPH的供给,使汉逊酵母以甲醇为唯一碳源合成了脂肪酸,产量为15.9克/升。

  此外,研究团队在毕赤酵母中发现,在甲醇代谢过程中,甲醛的积累同样影响甲醇生物转化效率;研究团队通过优化细胞中心代谢与辅因子再生过程、强化甲醇代谢路径,大幅减少了甲醛积累,提高了脂肪酸产量(23.4克/升)。他们还采用代谢切换的策略,快速将脂肪酸生产菌株改造为脂肪醇细胞工厂,简化了菌株构建过程,使脂肪醇产量达2.0克/升。

  相关论文信息:

  https://doi.org/10.1038/s42255-022-00601-0

  https://doi.org/10.1073/pnas.2201711119

  (原载于《中国科学报》 2022-07-22 第1版 要闻)
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