近日，中国科学院大连化学物理研究所合成微生物学研究组研究员周雍进团队在木质纤维素生物炼制方面取得新进展。研究团队以多形汉逊酵母为宿主，通过强化木糖同化与转运过程同步利用了葡萄糖与木糖，实现了木质纤维素生物炼制高效合成脂肪酸和3-羟基丙酸。
大连化物所实现木质纤维素生物炼制高效合成脂肪酸和3－羟基丙酸
木质纤维素来源广泛且可再生，被认为是极具潜力的第二代生物炼制原料。然而，在微生物利用纤维素水解液过程中存在葡萄糖抑制木糖利用现象，制约了木质纤维素生物转化效率。因此，实现六碳糖和五碳糖高效同步利用是提高木质纤维素生物炼制效率、降低生产成本的关键技术环节。
多形汉逊酵母具有天然木糖代谢、耐高温以及高密度发酵等优势，有望成为木质纤维素生物炼制的优良宿主。本工作中，研究团队通过强化木糖同化与转运效率，在不牺牲葡萄糖利用的前提下，实现了葡萄糖与木糖同步利用，在葡萄糖与木糖模拟物料中，脂肪酸产量达到38.2g/L；在真实木质纤维素水解液中，脂肪酸产量达到7.0g/L；最终，借助代谢转换策略，团队将脂肪酸合成菌株转化为3-羟基丙酸合成菌株，获得了79.6g/L的3-羟基丙酸，为木质纤维素生物炼制提供了新型高效的微生物平台。研究团队在前期改造多形汉逊酵母中，还实现了甲醇生物转化高效合成脂肪酸（Nat. Metab.，2022）。这些工作有望为可再生原料生物转化合成高附加值化学品奠定基础。
相关研究成果以“Engineering co-utilization of glucose and xylose for chemical overproduction from lignocellulose”为题，于近日发表在《自然—化学生物学》（Nature Chemical Biology）上。该工作的共同第一作者是大连化物所副研究员高教琪和博士后禹伟，南京理工大学金明杰教授参与制备了纤维素水解液。上述工作得到了国家自然科学基金、大连化物所创新基金等项目的资助。（文/图 高教琪）
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