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，丁醇的價格zui高，然后是丙酮和乙醇。因此，丁醇市場價格的波動對ABE發(fā)酵的經(jīng)濟性有重要影響。近年來，石化丁醇的價格一直停留在低位，使得ABE發(fā)酵的經(jīng)濟性難以和石化丁醇競爭。在這種情況下，提高產(chǎn)品價值、提高原料轉(zhuǎn)化率和使用廉價原料，是提高ABE發(fā)酵經(jīng)濟性的基本思路。

科學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)，設計組裝了一個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醇脫氫酶基因和來源于丙酮丁醇梭菌的強啟動子。將這一模塊導入實驗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)酵的實現(xiàn)，不僅可促進異丙醇生物制造的實現(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，相關論文發(fā)表于Biotechnology for Biofuels雜志，一作者是科學技術大學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)進入該期刊Most viewed articles的前三名。

該研究得到973計劃重大科學問題導向項目“人工合成細胞工廠”及科學院院地合作項目的資助。