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1，3-丁二醇（1，3-BDO）是一种重要的C4平台化学品，广泛用作化妆品中的溶剂，也是合成香料、信息素和药物的关键中间体。

本文通过差异代谢工程策略组合，提高大肠杆菌生产-1，3-BDO的能力。

包括：

（1）关键途径酶的筛选；

（2）增加辅因子NADPH的供应；

（3）研究代谢途径，减少副产物的形成；

（4）通气条件优化；

本文中5L生物反应器发酵32h，积累13.4g/L(R）-1，3-BDO,产率提高到0.57mol/mol葡萄糖，理论产率的60%。迄今为止文献中报道的最高产量。

拔取基于3-羟基丁酰CoA的-1，3-BDO生产门路，乙酰辅酶A通过四步反应转化为-1，3-BDO，其中前两步通过生产3-羟基丁酸酯用于实际应用，可能直接利用。

1.乙酰辅酶A乙酰迁徙酶两个乙酰辅酶A单位缩合形成乙酰乙酰辅酶A；

2.乙酰乙酰CoA还原酶乙酰乙酰辅酶还原为3-羟基-丁酰CoA。

文章中采用编码乙酰乙酰CoA乙酰迁移酶的phaA基因和编码-3-羟基丁酰CoA还原酶的phaB基因，完成第一二步的代谢途径。

与此同时引入剧报道能有效减少醛的生成的在大肠杆菌中过度表达的内源性基因yqhD。

3.将3-羟基-丁酰辅酶A还原为3-羟丁醛「3-HB」和1，3-BDO。

这一步采用筛选不同的CoA酰化醛脱氢酶方式来提高产率。

图为差异脱氢酶对应基因，发现在bld引入L273T突变显著增加-1，3-BDO产量，并且此突变能够增加对NADPH的连系亲和力。

同时文献中对发酵产物进行产物测定，发觉发酵产物积累了3-HB，少数乙酸盐和琥珀酸盐，乙醇等。

减少副产品天生，敲除代谢3-HB的yciA及tesB基因，但是3-HB的积累还是异国显著减少。

因此考虑通过羧酸还原酶和醇脱氢酶两步还原副产物3-HB转化为必要的产物1，3-BDO，同时羧酸还原酶还为具体出产门路提供驱动力。

在Trc开动子调控下，两个CAR基因，yqhD基因，sfp基因在质粒pCDFDuet-1上表达，转入菌株W-12中。得3-HB积累量显著淘汰的菌株，表明副产物淘汰策略的灵验性。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.8b00109

作者：祭