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近日,中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所的研究人員設(shè)計(jì)并構(gòu)建了高效利用甲醇的甲醇依賴(lài)型谷氨酸棒桿菌,將甲醇合成為谷氨酸,實(shí)現(xiàn)了甲醇的高效生物轉(zhuǎn)化。
該所研究人員通過(guò)阻斷戊糖磷酸途徑,引入核酮糖單磷酸甲醇利用途徑,使甲醇—木糖共利用成為菌株生長(zhǎng)的必要條件,實(shí)現(xiàn)了甲醇依賴(lài)型菌株生長(zhǎng),大幅提高了菌株的生長(zhǎng)速度和甲醇利用速度。標(biāo)記實(shí)驗(yàn)表明,代謝物中63%的碳來(lái)自甲醇,甲醇成為細(xì)胞生長(zhǎng)代謝的主要碳源。研究人員進(jìn)一步通過(guò)抑制細(xì)胞壁合成,實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)化甲醇合成谷氨酸。該研究為構(gòu)建可利用甲醇作為唯一碳源的工業(yè)平臺(tái)菌株,實(shí)現(xiàn)高效的甲醇生物轉(zhuǎn)化利用奠定了基礎(chǔ)。
據(jù)介紹,我國(guó)甲醇生產(chǎn)技術(shù)成熟,產(chǎn)能巨大,化學(xué)轉(zhuǎn)化可將甲醇一步轉(zhuǎn)化為短鏈烯烴等化學(xué)品和燃料,但是產(chǎn)品種類(lèi)有限,特別是難以合成長(zhǎng)鏈或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化學(xué)品。生物轉(zhuǎn)化具有條件溫和、過(guò)程綠色環(huán)保和產(chǎn)品種類(lèi)豐富等優(yōu)點(diǎn),通過(guò)代謝工程改造工業(yè)平臺(tái)微生物,實(shí)現(xiàn)生物轉(zhuǎn)化甲醇合成化學(xué)品,是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。但目前經(jīng)過(guò)改造的工業(yè)平臺(tái)微生物仍然利用糖類(lèi)作為主要碳源,甲醇僅作為輔助碳源,限制了甲醇生物轉(zhuǎn)化利用。 |