近日，中國科學院大連化學物理研究所合成微生物學研究組研究員周雍進團隊在木質纖維素生物煉制方面取得新進展。該研究以多形漢遜酵母為宿主，通過強化木糖同化與轉運過程同步利用了葡萄糖與木糖，實現了木質纖維素生物煉制高效合成脂肪酸和3-羥基丙酸。
木質纖維素來源廣泛且可再生，被認為是頗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程中存在葡萄糖抑制木糖利用現象，制約了木質纖維素生物轉化效率。因此，實現六碳糖和五碳糖高效同步利用是提高木質纖維素生物煉制效率、降低生產成本的關鍵技術環節。
多形漢遜酵母具有天然木糖代謝、耐高溫及高密度發酵等優勢，有望成為木質纖維素生物煉制的優良宿主。本工作通過強化木糖同化與轉運效率，在不犧牲葡萄糖利用的前提下，實現了葡萄糖與木糖同步利用，即在葡萄糖與木糖模擬物料中，脂肪酸產量達到38.2g/L；在真實木質纖維素水解液中，脂肪酸產量達到7.0g/L。借助代謝轉換策略，該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，為木質纖維素生物煉制提供了新型高效的微生物平臺。此外，研究在前期改造多形漢遜酵母中還實現了甲醇生物轉化高效合成脂肪酸。上述研究有望為可再生原料生物轉化合成高附加值化學品奠定基礎。
相關研究成果以Engineering co-utilization of glucose and xylose for chemical overproduction from lignocellulose為題，發表在《自然-化學生物學》（Nature Chemical Biology）上。研究工作得到國家自然科學基金和大連化物所創新基金等的支持。南京理工大學科研人員參與制備纖維素水解液。
大連化物所實現木質纖維素生物煉制高效合成脂肪酸和3-羥基丙酸
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