资讯 > 市场动态 > β-苯乙醇高效生物制造获得新进展
日前，华东理工大学生物工程学院研究团队在β-苯乙醇（2-PE）高效生物制造方面取得创新研究成果。
该研究首次提出打破2-PE理论转化率上限的新策略，为推动其绿色生物合成向产业化应用迈进提供了重要理论依据与技术指导。2-PE是仅次于香兰素的全球第二大香料物质，因优雅的玫瑰香气及良好的生物活性，在食品和医疗保健领域具有广阔的应用前景。然而，目前商业化2-PE主要依靠化学合成，难以满足日益增长的天然产品需求。酿酒酵母天然存在艾氏途径和从头合成途径两种合成2-PE的代谢路径。艾氏途径虽高效，但必须以昂贵的L-苯丙氨酸（L-Phe）为唯一氮源，且缺乏经济的替代物。从头合成途径利用糖酵解产物磷酸烯醇式丙酮酸及戊糖途径产物4-磷酸赤藓糖作为前体，经莽草酸途径接入艾氏途径完成2-PE合成。然而，该途径路线漫长且产率低，尤其L-Phe存在时对其首末两端关键酶表现出强烈的反馈抑制。因此，传统研究通常单独优化其中一条途径，以避免发生相互抑制效应。
该团队基于原位分离系统的恒化培养平台，系统探索了艾氏途径与从头合成途径协同运作（“并存”代谢状态）的具体条件。结果表明，“并存”代谢状态在较高比生长速率下出现，且该阈值超过了工业生产中为避免乙醇生成所需控制的临界比生长速率。
为实现实际应用，团队通过基于酶约束全基因组代谢网络模型的通量分析，揭示了低比生长速率下难以出现“并存”代谢的关键因素：辅酶NADH供应不足，限制了L-Phe向2-PE的完全转化；L-酪氨酸途径存在强烈的分流效应。
团队结合相关酶的转录与蛋白水平分析，确定了调控“并存”状态的关键位点。通过敲弱L-酪氨酸合成第一步关键酶，并过表达线粒体异柠檬酸脱氢酶亚基以提高胞内NADH供应，成功在临界比生长速率下实现了显著的“并存”代谢状态。在实际的补料分批发酵过程中，该工程菌株的快速合成期转化率提升，最终产量达到12.1克/升，位居酿酒酵母2-PE生产的领先水平。
该研究不仅为突破2-PE绿色合成过程中的效率瓶颈提供了新思路，也为多途径协同合成机制研究奠定了理论基础，具有重要的产业化应用价值。
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