生物催化绿色制造精细化学品进展与实例

生物催化是精细化工增效减排的重要手段.基因组数据库和DNA合成技术的发展降低了生物催化酶的开发成本,使得近年来生物催化应用大大提速.以中科院上海生命科学院参与的相关项目为主,综述了国内近十多年来的生物催化在精细化工领域的应用实例,并讨论了生物催化面临的机遇与挑战.

Green Biologics选择Caldic作为其生物基化学品经销商

最近,英国工业生物技术和可再生化学品公司Green Biologics有限公司宣布与总部设在荷兰鹿特丹的全球分销商Caldic B.V.达成经销协议。Caldic将向欧洲、非洲和中东的客户销售Green Biologics生产的高纯度生物基化学品,包括正丁醇、丙酮和其他相关产品。

新一代生物燃料正丁醇的发展

生物制造是以现代生物技术为基础,大规模生产人类所需的化学品、药品、能源和材料的一种新型工业模式,可以从源头上解决资源短缺和环境污染问题。其中,正丁醇作为大宗化工原料或下一代生物燃料,是重要的工业生物制造的产品之一。现代工业体系的发展是建立在对石油和煤炭等化石资源的开采和利用基础之上的。

生物丁醇制造技术现状和展望

丁醇是大宗基础化工原料,并有望成为新一代生物燃料。利用可再生原料通过微生物发酵生产丁醇受到人们的很大关注。然而,与石油原料制造丁醇相比,目前生物丁醇的制造成本偏高。生物丁醇制造技术按重要性排序:在廉价原料替代、低丁醇浓度及存在丙酮、乙醇低值副产物3个方面有改进空间。上海生物丁醇协作组设定了由易到难的技术路线图:通过代谢工程提高丁醇比例;在丁醇高耐受菌株中导入和优化丁醇合成途径;去除葡萄糖阻遏效应使之可利用复杂原料。协作组相信,通过与国内外广泛的产学研合作,应可在不远的将来开发出有经济竞争力并可持续发展的生物丁醇生产工艺。

产β-胡萝卜素酿酒酵母工程菌的构建

以酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae BY4742为宿主茵,利用DNA组装(DNA assemble)技术,向宿主茵导入了β-胡萝卜素合成途径,表达了源自Xanthophyllomyces dendrorhous的CrtE,CrtYB和CrtI 3个基因,获得了一株染色体整合型工程菌株HCCB08531,3-胡萝卜素产量达3.68 mg/g干重。

产溶剂梭菌分子遗传操作技术研究进展

产溶剂梭菌是一类重要的工业微生物。通过遗传改造以优化产溶剂梭菌的发酵性能一直是溶剂制造技术研究的重要课题,但长期受限于该类菌并不完善的遗传操作工具,未见明显突破。近年来,随着TargeTron基因中断、大片段基因整合等新技术和新方法的出现,其分子遗传改造已取得较大进展。文中对产溶剂梭菌的分子遗传操作工具研究进展进行了总结,并指出了现有技术在效率及全面性方面的不足。基于此,今后应进一步优化现有的梭菌基因失活技术,如建立基于同源重组的基因删除和替换;同时也应发展新的分子操作技术,如基因组多位点共编辑、多拷贝定点和随机整合等。

枯草芽胞杆菌基因组混组方法

基因组混组作为一种育种方法,通过循环原生质体融合等手段,使得不同菌株来源的基因组能够得到充分重组,增加将正向突变整合到同一重组子中的机会。使用4株带有4种不同标记的枯草芽胞杆菌亲本为初始菌株,通过循环转化、循环转导或循环原生质体融合的手段进行基因组混组,统计后代中非亲本类型占整个群体的比例,以衡量基因组混组的效果。分别经过5轮循环原生质体融合、循环转化或者循环转导,结果显示,重组程度较高者在后代群体中的比例较低,带有4种标记的后代未出现,带有3种标记的后代最高分别为4.53×10?4、1.64×10?4、4.47×10?3,明显低于文献报道的天蓝色链霉菌中同样实验的结果:带4种和3种标记的后代分别占2.5%、17%。对比上述实验的结果和文献报道的天蓝色链霉菌、乳杆菌基因组混组的结果,并结合计算机模拟循环融合过程,分析后认为:要达到较充分的基因组混组,需要有能够实现微生物细胞间高频重组的操作技术作为基础,重组频率应该不低于10?3～10?2数量级。