蜡酯合成酶的研究进展及其应用
2021-01-15肖一凡史硕博
北京化工大学学报(自然科学版) 2020年6期
肖一凡 彭 杰 张 扬 史硕博,2*
(北京化工大学 1.北京软物质科学与工程高精尖创新中心,北京 100029;2.秦皇岛环渤海生物产业研究院,秦皇岛 066000)
引 言
蜡酯(wax ester)是由长链脂肪酸与长链醇通过酯化反应结合形成的,两部分分子通常都是长链(C16和C18)或超长链(C20或更长)的碳结构。蜡酯在动物、植物和微生物中广泛存在,具有多种重要的生物学功能,对生物的生命活动具有非常重要的意义。植物中的蜡酯主要存在于覆盖初生芽表面的角质层中或者以高浓度的形式积累在一些种子油中,可防止水分流失[1]、紫外辐射[2-3]及致病菌的袭击[3]等;某些动物体内也含有较多的蜡酯,如抹香鲸的鲸油可传递声音、调节浮力等[3-4];各种细菌通过积累蜡酯将其作为主要的碳源和能量储存物质[3,5]。由于蜡酯具有多种多样的功能和性质,其可作为人类生活中的一种重要的经济油脂,广泛应用于医药、化妆品、食品工业,尤其是能源、化工等领域[6-10]。
近年来,作为商用蜡酯主要来源的动植物蜡酯受有限资源的限制已不能满足不断增长的市场需求。例如商用蜡酯最早的主要来源是鲸蜡油,自从20世纪60年代全球禁止捕鲸以来,蜡酯主要通过昂贵的化学前体合成或者从植物霍霍巴(Simmondsiachinensis)油脂中提取获得,这导致其供应不足且成本高昂,因此仍需寻找廉价的、可持续生产的有效方案。
通过构建人造微生物细胞工厂进行高效生物制造,已被科学界及工业界认可。生物体内的蜡酯一般由长链脂肪酸与长链醇在蜡酯合成酶(wax ester synthase,WS)的催化下生成。……
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