β-胡萝卜素是重要的天然类胡萝卜素,传统生产过程依赖葡萄糖等粮食碳源,存在成本高、可持续性差等问题。木质纤维素作为可再生非粮资源,是实现绿色生物制造的重要原料。其中,木糖是木质纤维素中的主要单糖,而乙酸则是其水解过程中的主要副产物。随着二氧化碳制取乙酸技术的不断突破,木糖与乙酸的协同利用在低碳与可持续生物制造中展现出更加广阔的应用前景。
近日,中国科学院天津工业生物技术研究所团队,在非粮碳源高值化利用和绿色生物制造方面取得进展。团队通过工程化改造解脂耶氏酵母,实现了两种来源于木质纤维素水解液的主要碳源木糖与乙酸的高效共利用,从而提升了β-胡萝卜素的生物合成效率。研究以木质纤维素衍生物为原料,构建了绿色、低碳的代谢网络,体现了可再生资源高值化转化的优势。
团队在β-胡萝卜素高产菌株中,同时引入异源的木糖氧化还原脱氢途径和木糖异构途径,使菌株能够以木糖为唯一碳源进行生长与产物合成,使β-胡萝卜素产量达到185.4mg/L。为增强乙酰辅酶A供给,团队进而引入乙酸钠为补充碳源,优化木糖与乙酸比例,在25g/L木糖和25g/L乙酸钠为混合碳源的条件下,使β-胡萝卜素产量提升至728.9mg/L。通过进一步引入非氧化糖酵解途径,促进了5-磷酸木酮糖向乙酰辅酶A的直接转化,提高了碳流利用效率。在优化体系下,菌株实现776.9mg/L β-胡萝卜素产量和70.4mg/g干细胞重的胞内含量,较单一木糖碳源提升了4.2倍。
该研究展示了木糖和乙酸向高附加值类胡萝卜素高效转化的潜力,为实现经济可行、环境友好的木质纤维素生物利用提供了新思路。研究同时证明了解脂耶氏酵母,在利用木质纤维素及一碳资源生产高值化合物方面的优势,有助于降低发酵工业对葡萄糖的依赖,推动低碳循环生物制造的发展。
相关研究成果发表在《农业与食品化学杂志》(Journal of Agricultural and Food Chemistry)上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等的支持。
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共利用木糖和乙酸高效合成β-胡萝卜素的细胞工厂策略
近日,习近平总书记给中国国际大学生创新大赛参赛学生代表回信,对他们予以亲切勉励并提出殷切希望,在广大高校师生中引发强烈反响。大家纷纷表示,将矢志不渝地投身创新实践,勇担时代使命,在中国式现代化的广阔天地中更好 为落实元首共识、深化教育交流合作,11月9日,中意大学校长对话会在北京大学举行。教育部部长怀进鹏出席对话会并致辞。他表示,中方坚持教育开放发展,愿同包括意大利在内的世界各国扩大学术交流和教育合作规模,积极参与 当地时间11月3日至4日,教育部副部长陈杰率团访问秘鲁。在秘期间,陈杰与秘鲁教育部部长摩根·克罗举行会谈,并签署两国新一轮教育合作谅解备忘录。 陈杰表示,近年来,在两国元首战略引领下,中秘教育合作取得丰硕成果。 2022年8月19日,首届世界职业技术教育发展大会在天津成功举办,习近平主席为大会致贺信,指出:职业教育与经济社会发展紧密相连,对促进就业创业、助力经济社会发展、增进人民福祉具有重要意义。中国 ◎摘 要 高校作为统筹推进教育科技人才体制机制一体改革的先行区和试验田,要以更高的政治站位、更强的使命担当、更远的战略眼光深入实施人才强校战略。坚持党管人才,健全统一高效的人才工作 “师傅,您给讲讲一架无人机的留空时间是如何计算的?”“师傅,在热压舱参数的设置上还有几个问题想跟您探讨一下。”在石家庄信息工程职业学院“河北省垂直起降固定翼无人机技术与应用工程研究中 。本文链接:β-胡萝卜素生物合成效率研究获进展http://www.sushuapos.com/show-12-2116-0.html
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