近日,中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所的研究人員在耐受性工程提高甲醇生物轉(zhuǎn)化效率方面獲得進(jìn)展。
人工甲基營(yíng)養(yǎng)菌在甲醇生物轉(zhuǎn)化中具有一定的發(fā)展?jié)摿ΓF(xiàn)有的改造策略主要集中于挖掘與改造關(guān)鍵酶、增強(qiáng)甲醛受體供應(yīng)、偶聯(lián)甲醇代謝與細(xì)胞生長(zhǎng)等酶工程和途徑工程策略,還未有通過(guò)耐受性工程提高甲醇生物轉(zhuǎn)化效率的相關(guān)研究。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)而采用耐受性工程和適應(yīng)性進(jìn)化的策略,獲得了甲醇耐受性提升的甲醇依賴型谷氨酸棒桿菌,并發(fā)現(xiàn)突變菌在高甲醇濃度下具有更快的生長(zhǎng)速度和甲醇利用速率,在甲醇:木糖共利用比例超過(guò)7:1時(shí),甲醇成為細(xì)胞生長(zhǎng)的主要碳源。他們通過(guò)基因組和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析,結(jié)合反向代謝工程,解析了甲醇耐受性和轉(zhuǎn)化效率提升的機(jī)制。該研究為進(jìn)一步提升人工甲基營(yíng)養(yǎng)菌的甲醇利用效率奠定了基礎(chǔ)。
甲醇是一種低價(jià)易得的有機(jī)一碳原料,其能量密度高于常用糖類原料,可為生物合成提供更多還原力,從而提高生物制造的轉(zhuǎn)化率,被認(rèn)為是生物制造的理想原料之一。改造遺傳背景清晰、工業(yè)應(yīng)用廣泛的平臺(tái)菌株,構(gòu)建人工甲基營(yíng)養(yǎng)菌,實(shí)現(xiàn)高效的甲醇生物轉(zhuǎn)化,是目前的研究熱點(diǎn)之一。但是,現(xiàn)有的人工甲基營(yíng)養(yǎng)菌的甲醇利用效率偏低,甲醇耐受性較差,限制了甲醇生物轉(zhuǎn)化的發(fā)展和應(yīng)用。