代谢工程法强化恶臭假单胞菌利用木质素积累PHA的能力
2018-11-07高庆龙陈升宝田文佳张学铭马玉超
生物技术通报 2018年10期
关键词:利用
高庆龙 陈升宝 田文佳 张学铭 马玉超
(1北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083;2 北京林业大学材料科学与技术学院,北京 100083)
PHA(Polyhydroxyalkanoates,聚羟基脂肪酸酯)是一种高值生物聚合物,可作为生物塑料或粘合剂[1],可被分解转化成药物或手性化合物的中间体[2],也可经甲酯化后作为生物柴油[3]。中长链PHA的生产一般采用葡萄糖、有机酸或烷烃等作为碳源和能源,采用脉动给料法和分批给料法等生产工艺发酵生产PHA。该法虽PHA产量高,但是碳源底物增加了生产成本,限制了PHA的大规模生产和应用。利用来源广泛、价格低廉的木质素生物合成PHA是未来的发展趋势,更是当前的研究热点之一。
木质素是木质纤维素的主要成分之一,约占自然界中木质纤维素干重的15%-30%,是仅次于纤维素的可再生生物质资源,也是含量最为丰富的芳香族类聚合物。木质素由3种苯丙烷单体通过C-O、C-C等化学性质稳定的化学键连接构成[4],很难被分解利用,经常作为废弃物燃烧产热,造成了极大的资源浪费和环境污染[5-8]。目前有很多关于木质素高温降解和化学催化降解方面的报道[9-10],但是所获得的产物是混合物,使木质素的高值化利用成为了一个挑战。木质素的生物转化涉及多个步骤,主要包括木质素解聚,芳香族化合物利用和代谢产物形成等过程。每一步都需要多种酶的参与。细菌具有广泛的环境适应性、强大的产物积累能力、相对较短的生长周期、以及较成熟的遗传操作系统等,在木质素生物转化方面具有得天独厚的优势。……
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