一碳生物转化合成有机酸的研究进展

有机酸在食品、医药、化工、农业等领域有着广泛的应用。目前有机酸的生产主要以微生物发酵法为主,采用糖类为原料,然而长此以往可能面临“与人争粮”的困境。CO、CO_(2)、甲烷、甲醇和甲酸等含有一个碳原子的物质被称为一碳(one carbon,C_(1))资源,其来源广泛且价格低廉,有望成为生物制造的替代原料,且C_(1)原料生物转化有助于缓解温室效应、助力“碳中和”目标。本文总结了近年来CO_(2)、甲烷和甲醇生物合成3种重要有机酸(3-羟基丙酸、乳酸、琥珀酸)的研究进展,主要论述了C_(1)生物利用途径、有机酸的生物合成途径以及代谢工程策略,也讨论了C_(1)合成有机酸的挑战及应对措施,并展望了有机酸产业化新路线,尤其是化学催化与生物转化耦合以CO_(2)为原料合成有机酸。本综述对于C_(1)生物炼制以及有机酸产业升级具有一定的参考意义。