天津工生所在二氧化碳生物轉(zhuǎn)化脂肪酸方面取得新進(jìn)展

微生物二氧化碳的固定是指微生物以二氧化碳或無(wú)機(jī)一碳化合物（C1）為底物通過(guò)自身代謝途徑轉(zhuǎn)化為菌體生物質(zhì)或有機(jī)代謝產(chǎn)物的過(guò)程。由于碳沉積的消耗導(dǎo)致大量的二氧化碳排放到大氣中引起氣候的改變，因此采取一種的方法避免或緩解由二氧化碳積累所產(chǎn)生對(duì)人類不利的影響尤為重要。

Ralstonia eutropha羅氏菌具有自養(yǎng)能力，而且脂肪酸具有高能量密度，在工業(yè)、藥品、營(yíng)養(yǎng)、化妝品及日用品、組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)促進(jìn)細(xì)胞膜流動(dòng)性等方面具有重要作用。近日，中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所畢昌昊帶領(lǐng)的代謝工程與合成生物技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)，以羅氏菌作為基底菌株，構(gòu)建的由二氧化碳到有機(jī)物的生物合成途徑。研究團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)異源和自源引入脂肪酸合成相關(guān)基因代謝工程改造其合成通路，改造菌B2(pCT,pFP)在以果糖為只有碳源的條件下發(fā)酵生產(chǎn)124.48 mg/g的自由脂肪酸，較對(duì)照菌H16提高了4倍。隨后為了滿足B2(pCT,pFP)的自養(yǎng)發(fā)酵條件，組裝了一個(gè)真正的以H2、CO2、O2為底物的自養(yǎng)發(fā)酵系統(tǒng)，具有相對(duì)安全、連續(xù)、多并聯(lián)發(fā)酵罐等特點(diǎn)。H2由氫氣發(fā)生器供應(yīng)，并保持H2:O2的比例為7：1，整個(gè)系統(tǒng)置于通風(fēng)櫥內(nèi)并配備氣體檢測(cè)裝置保障實(shí)驗(yàn)安全。在這個(gè)系統(tǒng)中，B2(pCT,pFP)能夠在簡(jiǎn)單培養(yǎng)基于48h內(nèi)發(fā)酵生產(chǎn)60.64 mg/g的自由脂肪酸，氫氣的供應(yīng)總量為9*103 mL/L/h。該項(xiàng)研究工作為二氧化碳的微生物固定提供了重要基礎(chǔ)。