生物制造技术突破 - 浙江工业大学柳志强教授团队通过代谢工程改造大肠杆菌 构建无抗生素和无诱导剂的1,4-丁二醇高效合成菌株 研究成果发表于《Chemical Engineering Journal》[2][3] - 研究针对BDO生物合成三大核心挑战：缺乏天然产BDO微生物 合成途径碳损失严重 对抗生素和诱导剂依赖大成本高[3] - 最终改造工程菌株B21-pT19在5升反应器分批补料发酵72小时后实现34.63克/升BDO产量 达到当前报道最高水平 全程无需添加抗生素和诱导剂[7] 技术实现路径 - 引入BDO异源合成途径并优化关键酶 通过筛选确定最优酶组合为Pg_sucD、Pg_cat2、Ck_4hbD、Cb_ald及Ec_yqhD 使摇瓶滴度达0.82克/升[6] - 对关键醛脱氢酶Ald进行突变筛选获得最优突变体Ald(M227V) 通过扩大酶疏水活性口袋增强底物亲和力 使BDO产量提升11.19倍[6] - 敲除pdhR基因提高丙酮酸脱氢酶复合物活性 增强丙酮酸向乙酰辅酶A转化 显著降低丙酮酸积累量 通过调节TCA循环关键酶表达使BDO产量提升44%达1.83克/升[6] 产业应用前景 - BDO作为重要四碳二元醇化合物 是合成γ-丁内酯和四氢呋喃等化学品的关键化工原料 在生物可降解塑料领域应用突出[2] - 研究构建hok/sok毒素-抗毒素系统 使菌株在无抗生素条件下连续发酵10批次后仍保持BDO产量稳定 显著降低生产成本[7] - 第五届高值化利用论坛将于2025年11月27-29日在杭州举行 设立非粮生物基化学品和材料专题论坛 聚焦生物基化学品等高值化利用方向[9][10]