重组大肠杆菌通过逆向脂肪酸β-氧化途径优化葡萄糖合成1,3-丁二醇的生物转化

来自MG1655 ?ackA -pta 等基因缺失菌株的研究团队，通过强化fucO /yqhD 基因表达并引入bld 基因，结合逆向脂肪酸β-氧化途径（atoB /fadB ），实现了葡萄糖到1,3-丁二醇（1,3-BDO）的生物合成。通过增强NADH供应（aceEF -lpdA ）和膜结合转氢酶（pntAB ），产量提升至9.5 mM（0.4 mol/mol），为生物基化学品生产提供了新策略。

　　

在敲除混合酸发酵通路（?ackA-pta
、?poxB
等）的大肠杆菌MG1655中，科学家们玩起了"代谢魔术"——通过超表达内源性的L-1,2-丙二醇氧化还原酶（fucO
）和NADPH依赖的醛还原酶（yqhD
），再借来梭菌的丁醛脱氢酶（bld
），成功打通了葡萄糖到1,3-丁二醇的转化之路。

更妙的是，他们让脂肪酸β-氧化通路"倒着走"——通过激活乙酰-CoA C-乙酰转移酶（atoB
）和双功能酶（fadB
，兼具(S)-3-羟基酰基-CoA脱氢酶和烯酰-CoA水合酶活性），在厌氧条件下实现了0.2 mol/mol的转化率。当引入"能量加速器"丙酮酸脱氢酶复合体（aceEF-lpdA
）提升NADH供应后，产量飙升至7 mM。最后的"神来之笔"是膜结合转氢酶（pntAB
）的超表达，使工程菌化身9.5 mM的1,3-丁二醇"微型工厂"，展现出绿色化学制造的无限可能。