重组大肠杆菌通过逆向脂肪酸β-氧化实现葡萄糖合成辛二酸的生物合成研究

来自研究人员的研究通过改造产己二酸的大肠杆菌MG1655衍生菌株（含lacI Q 、?ackA-pta 等基因修饰），首次验证了利用逆向脂肪酸β-氧化途径从葡萄糖合成辛二酸的可行性。通过增强双功能酶基因fadB 表达及抑制琥珀酸脱氢酶活性，使辛二酸产量提升至~75 μM，为可再生原料生产高值化学品提供了新策略。

　　

这项研究展示了如何通过"逆向操作"天然代谢通路，让大肠杆菌变身"细胞工厂"。科学家们对两株经过精心改造的MG1655大肠杆菌（携带lacI
^Q

等十余处基因修饰）进行再编程，成功打通了从葡萄糖到辛二酸(suberic acid)的生物合成路径。

关键在于巧妙地逆转了脂肪酸β-氧化(β-oxidation)循环：3-氧代己二酰辅酶A硫解酶PaaJ扮演"分子焊工"，催化乙酰辅酶A(acetyl-CoA)与琥珀酰辅酶A(succinyl-CoA)/己二酰辅酶A(adipyl-CoA)的缩合反应。有趣的是，疑似乙酰辅酶A C-乙酰转移酶的YqeF在这个反应中却"罢工"了。

研究团队通过增强双功能酶基因fadB
（编码(S)-3-羟基酰基辅酶A脱氢酶/烯酰辅酶A还原酶）的表达，使产量突破~60 μM。更妙的是，当关闭琥珀酸脱氢酶这个"代谢阀门"后，细胞内琥珀酰辅酶A库容扩大，最终将辛二酸产量推高至~75 μM——这相当于给细胞装上了"涡轮增压器"。

这项研究不仅证实了逆向脂肪酸β氧化的工业应用潜力，更为利用可再生原料生产C8平台化合物提供了"代谢蓝图"。那些看似复杂的基因修饰列表（比如P_L
-SD_φ10
启动子驱动的atoB
），实则是研究人员为大肠杆菌量身定制的"代谢导航系统"。