丁醇生物制造技術研究新進展

丁醇生物制造技術研究新進展



丁醇是大宗基礎化工原料，并有望成為新一代生物燃料。利用可再生原料通過微生物發酵生產丁醇受到人們的很大關注。然而，以石油原料制造丁醇目前在成本上占優，生物制造丁醇技術有待改進。

中國科學院上海生命科學研究院植生生態所的研究人員早年通過土樣篩選和誘變選育獲得一株高丁醇比例的丙酮丁醇梭菌EA2018 (中國發明專利CN 1143677A)，曾在河北、山東等地成功投入工業化連續發酵生產應用，規模達到6000噸/年。近年來，該所中科院合成生物學重點實驗室的楊蘊劉、姜衛紅、楊晟研究組協作攻關，測定了該菌株的基因組序列，并建立了遺傳操作系統。蔣宇博士利用該系統敲除了該菌丙酮合成途徑關鍵酶（乙酰乙酸脫羧酶）的基因，基本阻斷了丙酮的產生，通過代謝流分析與發酵優化將丁醇的比例提高到85%以上。這一結果今年已發表在國際權威代謝工程雜志《代謝工程》（Metabolic Engineering）上。

高丁醇比例菌株及相關專利近年來先后許可給河南天冠集團、吉林吉安新能源集團、江蘇聯海、江蘇聯化等企業，設計發酵規模總計近30萬噸/年。該研究團隊與英國Green Biologics公司與諾丁漢大學等海外單位建立了合作關系。目前他們正在繼續研發新一代菌種使其能同時高效利用木質纖維素水解液的各種糖份生產丁醇。