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烯烃生物合成研究取得新进展

2018-03-13 15:27栏目:观点

 
 
中科院大连化物所长链α-烯烃生物合成研究取得新进展  
 

烯烃生物合成研究取得新进展

近日,大连化物所合成生物学与生物催化创新研究团队周雍进研究员与瑞典查尔姆斯理工大学Jens Nielsen教授合作,通过构建酵母细胞反应器,高效的合成出了长链α-烯烃。相关研究成果发表于合成生物学领域杂志《美国化学会—合成生物学》上。

长链(C12―C20)α-烯烃(long-chain α-alkene)是制备生物燃料、增塑剂、高性能合成润滑油、洗涤剂和香料等多种化工产品的重要原料。目前,其主要来源于化石资源,通过石蜡裂解、烷烃脱氢及乙烯齐聚等化学工艺生产获得。

为了拓展长链α-烯烃可持续生物合成的路线,研究团队以酿酒酵母为宿主,通过脂肪酸脱羧反应合成长链α-烯烃。研究人员通过比较不同酶效率,发现来源于荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)的UndB酶可高效合成长链α-烯烃。此外,研究人员还通过改造脂肪酸代谢强化前体的供给,引入电子传递链,从而提高生物合成效率;通过引入α-烯烃转运蛋白,增加了长链α-烯烃的分泌,从而降低产物分离成本;通过设计动态代谢调控策略,平衡了细胞生长与产物合成,降低了代谢负担,从而提高了酿酒酵母性能。

研究中发现,酵母中长链α-烯烃产量达到了35.3mg/L,其中80%以上的产物分泌到了胞外,为降低分离成本打下了良好的基础。该策略使长链α-烯烃的产量显著提高,可达到前期工作的10倍以上,实现真核微生物细胞工厂的最高产量。