中科院微生物所找到IBE發(fā)酵的新途徑
以生產(chǎn)丙酮、丁醇等溶劑為特征的ABE (Acetone-Butanol-Ethanol)發(fā)酵工業(yè)，曾經(jīng)是僅次于乙醇發(fā)酵的第二大發(fā)酵工業(yè)。在ABE發(fā)酵的三種主要產(chǎn)品中，丁醇的價(jià)格zui高，然后是丙酮和乙醇。因此，丁醇市場(chǎng)價(jià)格的波動(dòng)對(duì)ABE發(fā)酵的經(jīng)濟(jì)性有重要影響。近年來，石化丁醇的價(jià)格一直停留在低位，使得ABE發(fā)酵的經(jīng)濟(jì)性難以和石化丁醇競爭。在這種情況下，提高產(chǎn)品價(jià)值、提高原料轉(zhuǎn)化率和使用廉價(jià)原料，是提高ABE發(fā)酵經(jīng)濟(jì)性的基本思路。
科學(xué)院微生物研究所李寅課題組的研究人員，從拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)能夠以糖為原料生產(chǎn)丙酮、丁醇、乙醇和異丙醇中得到啟發(fā)，設(shè)計(jì)組裝了一個(gè)異丙醇生物合成模塊，其基本元件包括來源于拜氏梭菌的次級(jí)醇脫氫酶基因和來源于丙酮丁醇梭菌的強(qiáng)啟動(dòng)子。將這一模塊導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)室前期選育的高丁醇抗性、高產(chǎn)溶劑突變株Rh8中(J. Proteome Res., 2010, 9:3046-3061)，發(fā)現(xiàn)可以將宿主細(xì)胞產(chǎn)生的丙酮、完全轉(zhuǎn)化為異丙醇，從而創(chuàng)建出異丙醇生物合成途徑，將經(jīng)典的ABE發(fā)酵轉(zhuǎn)變?yōu)镮BE (Isopropanol-Butanol-Ethanol)發(fā)酵。
異丙醇是一種重要的化工產(chǎn)品和化工原料，目前異丙醇的總需求量約為230萬噸/年。梭菌IBE發(fā)酵的實(shí)現(xiàn)，不僅可促進(jìn)異丙醇生物制造的實(shí)現(xiàn)，混合異丙醇、丁醇和乙醇也具有用作生物燃料的潛力。
這一研究成果已申請(qǐng)，相關(guān)論文發(fā)表于Biotechnology for Biofuels雜志，一作者是科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中科院微生物研究所聯(lián)合培養(yǎng)博士生戴宗杰。論文在線發(fā)表不足一月，已經(jīng)進(jìn)入該期刊Most viewed articles的前三名。
該研究得到973計(jì)劃重大科學(xué)問題導(dǎo)向項(xiàng)目“人工合成細(xì)胞工廠”及科學(xué)院院地合作項(xiàng)目的資助。
