成都生物所在己酸生物合成研究中获新进展
来源：应用与环境微生物中心
作者：陶勇
时间：2017-10-27
己酸（含有六个碳的中链脂肪酸）是一种新兴的平台化合物，可作为香料用于食品、酿酒行业；也可用于合成生物燃料。例如，己酸可通过简单的催化作用合成燃料己醇，其燃烧热值（39.1 MJ/Kg），高于丁醇（33.1 MJ/Kg），接近柴油（42.5 MJ/Kg）。
从上世纪40年代以来，国内外一直认为己酸的生物合成来源于底物乙醇。2015年，中国科学院成都生物研究所李大平课题组副研究员陶勇、朱晓宇首次提出己酸的生物合成可以来源于底物乳酸，并且将己酸的合成效价提高了85.3%。该研究目前已经得到国内外的认可。
为了进一步揭示这一新颖的代谢过程，研究团组从一个产己酸反应器底泥中分离到了一株利用乳酸高效合成己酸的纯菌株CPB6（GenBank No.KM454167）。在分类学上，该菌属于瘤胃菌科（Ruminococcaceae）梭菌第四簇（Clostridium IV）的一个新种；从酶水平上，提出了乳酸合成己酸的代谢途径，即乳酸氧化合成乙酰辅酶A，并释放出能量NADH，微生物通过碳链延长过程，在丁酰辅酶转移酶等一系列酶的催化下，将乙酰辅酶A与乙酸进行缩合，合成丁酸，再经己酰辅酶A转移酶等的催化作用，将乙酰辅酶A与丁酸缩合而合成己酸；最后，将该菌株被应用于含乳酸废水的的资源化处理，批式试验表明，己酸的最大产率可达到5.29 g/L/d，比之前的报道提高了78.1%。该研究在废弃物资源化合成己酸的研究领域具有极其重要的学术意义和实用价值。
该研究成果近期发表在国际生物能源TOP期刊Biotechnology for Biofuels上。该研究获得了国家自然科学基金、中科院青促会人才项目和中科院环境与应用微生物重点实验室开放课题的资助。
图1. 菌株CPB6以乳酸为底物合成己酸的代谢过程
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