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1,3-丙二醇（1,3-propanediol），英文简称1,3-PDO，是一种聚合物单体合成性能优异的高分子材料，可用于多种药物、新型聚酯PTT、医药中间体及新型抗氧剂的合成。

清华大学的陈振团队，以谷氨酸棒杆菌为底盘细胞，通过工程改造，获得能够以多种碳源为底物并高效合成1,3-丙二醇的工程菌株。其中，以葡萄糖为底物，1,3-丙二醇产量为110.4 g/L；以葡萄糖和木糖为底物，产量为98.2 g/L。

首先，作者引入两条甘油合成模块和1,3-丙二醇合成模块。

1）甘油合成模块1，来源于谷氨酸棒杆菌的DHAP磷酸酶HdpA和来源于大肠杆菌的甘油脱氢酶GldA

2）甘油合成模块2，来由于酿酒酵母的甘油-3-磷酸脱氢酶GPD1和甘油-3-磷酸酶GPP2

3）1,3-丙二醇合成模块，出处于大肠杆菌的NADPH依赖性醇脱氢酶YqhD和出处于肺炎克雷伯菌的二醇脱水酶基因簇pduCDEGH

然后，采用开源节流和辅因子调节的策略。

1）弱化旁路，将基因gapA起始密码子从ATG替换为GTG

2）减少目标产物的损失，删除基因adhA

3）减少副产物的产生，删除基因aldA

4）增加目标产物合成的碳流量，删除基因zwf

5）提高胞内ATP程度和调节NADPH/NADH，删除基因amn并在原位点插入基因pntAB

末了，通过删除基因pyk和基因ppc，调节PEP-PYR-OAA-PEP循环，维系葡萄糖摄取速率。

补料分批发酵中，的工程菌株以葡萄糖为底物爆发110.4 g/L的1,3-PDO。以此为基础，通过引入木糖使用模块，获得的工程菌株不妨以葡萄糖和木糖为底物爆发98.2 g/L的1,3-PDO。

这项查究中，谷氨酸棒杆菌初度被改酿成以糖类为底物直接生产1,3-PDO。其中所拔取的策略和进行的探究测试没关系为此类工作提供借鉴和参考。

原文链接：www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1096717622000921

作者：药尘