合成生物学优化酵母代谢过程中的碳保存和碳固定 - 文章核心观点：利用合成生物学手段优化酵母代谢途径，构建碳保存和碳固定系统，减少CO2排放并提高化学品生产效率[3][4][5] 酵母中碳保存系统构建 - 避免非必要脱羧反应减少碳损耗：通过非氧化糖酵解(NOG)途径避免丙酮酸脱羧，提高乙酰辅酶A衍生产物得率，如酿酒酵母β-法尼烯得率提升25%，解脂耶氏酵母油脂含量提升16.4%[10][11][12][13] - 强化天然羧化反应促进碳保存：通过丙酮酸羧化酶(Pyc)和乙酰辅酶A羧化酶(Acc)强化天然羧化反应，如毕赤酵母苹果酸产量达199.4g/L，得率0.94g/g；解脂耶氏酵母丁二酸产量111.9g/L，得率0.79g/g[15][16][17] 酵母中碳固定系统构建 - 二氧化碳回用系统构建：通过卡尔文循环RuBisCo分支途径回用CO2，酿酒酵母乙醇得率提升15%，甘油得率降低86%[19][23][24] - 二氧化碳固定系统构建：在毕赤酵母中构建完整CBB循环实现自养生长，最大生长速率达0.018h-1；通过内共生体系统实现酿酒酵母以HCO3-为底物生产柠檬烯[25][26] 未来发展方向 - 开发碳固定途径关键元件，提高固碳效率[30] - 结合系统生物学等方法释放酵母天然碳固定潜力[30] - 构建光驱微生物固碳体系实现碳负性生产[30]