近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所合成微生物學(xué)研究組研究員周雍進(jìn)團隊在木質(zhì)纖維素生物煉制方面取得新進(jìn)展。研究團隊以多形漢遜酵母為宿主，通過(guò)強化木糖同化與轉運過(guò)程同步利用了葡萄糖與木糖，實(shí)現了木質(zhì)纖維素生物煉制高效合成脂肪酸和3-羥基丙酸。

大連化物所實(shí)現木質(zhì)纖維素生物煉制高效合成脂肪酸和3－羥基丙酸

　　木質(zhì)纖維素來(lái)源廣泛且可再生，被認為是極具潛力的第二代生物煉制原料。然而，在微生物利用纖維素水解液過(guò)程中存在葡萄糖抑制木糖利用現象，制約了木質(zhì)纖維素生物轉化效率。因此，實(shí)現六碳糖和五碳糖高效同步利用是提高木質(zhì)纖維素生物煉制效率、降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節。

　　多形漢遜酵母具有天然木糖代謝、耐高溫以及高密度發(fā)酵等優(yōu)勢，有望成為木質(zhì)纖維素生物煉制的優(yōu)良宿主。本工作中，研究團隊通過(guò)強化木糖同化與轉運效率，在不犧牲葡萄糖利用的前提下，實(shí)現了葡萄糖與木糖同步利用，在葡萄糖與木糖模擬物料中，脂肪酸產(chǎn)量達到38.2g/L；在真實(shí)木質(zhì)纖維素水解液中，脂肪酸產(chǎn)量達到7.0g/L；最終，借助代謝轉換策略，團隊將脂肪酸合成菌株轉化為3-羥基丙酸合成菌株，獲得了79.6g/L的3-羥基丙酸，為木質(zhì)纖維素生物煉制提供了新型高效的微生物平臺。研究團隊在前期改造多形漢遜酵母中，還實(shí)現了甲醇生物轉化高效合成脂肪酸（Nat. Metab.，2022）。這些工作有望為可再生原料生物轉化合成高附加值化學(xué)品奠定基礎。

　　相關(guān)研究成果以“Engineering co-utilization of glucose and xylose for chemical overproduction from lignocellulose”為題，于近日發(fā)表在《自然—化學(xué)生物學(xué)》（Nature Chemical Biology）上。該工作的共同第一作者是大連化物所副研究員高教琪和博士后禹偉，南京理工大學(xué)金明杰教授參與制備了纖維素水解液。上述工作得到了國家自然科學(xué)基金、大連化物所創(chuàng )新基金等項目的資助。（文/圖 高教琪）

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41589-023-01402-6

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