生物法制備羥基脂肪酸的研究

   研究人員針對(duì)微生物制備脂肪酸的產(chǎn)率不高、質(zhì)量不優(yōu)等關(guān)鍵問題，通過代謝工程技術(shù)手段開展了脂肪酸化定向調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究。首先在提高脂肪酸的合成能力方面，通過對(duì)大腸桿菌脂肪酸合成途徑中關(guān)鍵酶基因("tesA， ACCase，ME)的過量表達(dá)，脂肪酸合成能力得到增強(qiáng)，同時(shí)過量表達(dá)大腸桿菌內(nèi)膜翻轉(zhuǎn)酶基因(msbA)，提高了大腸桿菌細(xì)胞膜的通透性，致使游離脂肪酸得以分泌到胞外;在脂肪酸的組成及含量調(diào)控方面，通過過量表達(dá)大腸桿菌自身不飽和脂肪酸合成基因fabA和fabB及來自擬南芥的去飽和酶 ssi2/fab2，不飽和脂肪酸含量從49.8%提高到69.7%，不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比例由1:1提高到2.3:1。

    為了進(jìn)一步提高胞外脂肪酸含量，根據(jù)以上研究獲得的信息，通過對(duì)發(fā)酵條件的優(yōu)化，包括在培養(yǎng)基中添加有機(jī)氮源、選用二次變溫發(fā)酵工藝、結(jié)合在線萃取工藝等技術(shù)，顯著提高了脂肪酸的產(chǎn)率和產(chǎn)物濃度。結(jié)果表明：在5升發(fā)酵體系中，總脂產(chǎn)量可達(dá)10.6 g/L，總產(chǎn)率為6.1%，發(fā)酵液中胞外脂肪酸產(chǎn)量達(dá)5.1g/L，胞內(nèi)外脂肪酸比例降低于0.7，遠(yuǎn)高于已有報(bào)道比例。相關(guān)研究成果發(fā)表SCI論文1篇(Microbial Cell Factories 2012, 11:41)。

   羥基脂肪酸是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物、食品及綠色聚合物材料等行業(yè)。在脂肪酸的前期研究基礎(chǔ)之上，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了。通過對(duì)多個(gè)外源基因的組合表達(dá)分析，篩選出一株以葡萄糖為底物的羥基脂肪酸菌株，該菌株在搖瓶發(fā)酵條件下，羥基脂肪酸的產(chǎn)量達(dá)到 123.6mg/L。此外，還構(gòu)建了以外源脂肪酸為底物進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的工程菌株，該菌株在以2.5mM月桂酸為底物時(shí)，月桂酸的轉(zhuǎn)化率為96.2%，羥基月桂酸產(chǎn)量為529.0mg/L。相關(guān)成果發(fā)表在(Bioresource Technology, 2012, 114: 561-566)。該研究為今后利用生物法制備羥基脂肪酸提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。