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我所取得五碳糖制丁醇新进展

玉米秸秆等木质纤维素原料是自然界储量最丰富的可再生资源,经降解后所得水解液中的六碳糖(葡萄糖)对五碳糖(木糖与阿拉伯糖)的利用有阻遏作用,因而影响产溶剂梭菌对木质纤维素降解液中多种碳源的同等有效利用。近期,美国微生物学会的《Applied and Environmental Microbiology》杂志在线发表了我所中科院合成生物学重点实验室姜卫红和杨晟课题组利用五碳糖发酵产丁醇的最新研究成果。

该实验室博士生肖晗在顾阳、杨晟和姜卫红三位老师的指导下,采用了不同于以往敲除调控基因的遗传改造策略,通过对丙酮丁醇梭菌葡萄糖磷酸转移酶体系的弱化,并结合五碳糖代谢途径限速步骤的鉴定及疏通,实现了工程菌对葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的同等高效利用,从而解决了木质纤维素丁醇制造中的一个关键技术难点。上述研究成果已申请中国发明专利,将来可应用于玉米秸秆,蔗渣,甜高粱茎秆渣和玉米芯等农业废弃物水解糖液的发酵领域。

此项目获得了英国生物技术与生物科学研究委员会的资助,英国赫瑞-瓦特大学的Wilf J. Mitchell博士参与了该项目的研究,测定了产溶剂梭菌葡萄糖磷酸转移酶活性。

近年来,我所生物丁醇研究团队利用其自建的梭菌遗传改造技术平台开发了一系列基因工程菌,在拓宽菌株底物谱和提高丁醇合成选择性方面取得重要进展,2009-2011年在《BMC Genomics》以及《Metabolic Engineering》杂志已各发表两篇研究论文;在《Journal of Biotechnology》《Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology》《Letter in Applied Microbiology》等杂志上也发表了相关研究成果,并于今年受邀为《Biotechnology Journal》撰写了生物丁醇制造技术的综述论文。

以上工作得到了国家973计划、国家自然科学基金委员会和中科院知识创新工程项目的资助。(顾阳、肖晗供稿)
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