张丽华,张子洋,王子睿,姜彦君,苏 静,李丕武,范 翰,王瑞明,汪俊卿

齐鲁工业大学(山东省科学院) 生物工程学院,生物基材料与绿色造纸国家重点实验室,济南 250353

中链脂肪酸(MCFAs)通常是指由8～10个碳原子组成碳链的脂肪酸,MCFAs广泛应用于化学、医药、食品及化妆品等相关行业[1],MCFAs衍生物可作为合成具有高耐水性、耐用性的生物塑料等聚合物的原材料[2-3],是非常理想的生物可降解材料。可以用于调节动物营养代谢、提高畜产品品质、降低畜产品微生物污染[4]；可以作为添加剂在化妆品中发挥抗氧化的作用等[5]。目前脂肪酸及其衍生化合物的工业生产主要是基于植物油或动物脂肪中提取,或基于石化合成路线[6]。化石资源的过度使用以及化学合成方法对环境问题有很大影响,人们将目光转向通过微生物生物合成生产中链脂肪酸[7]。

10-羟基-2-癸烯酸又称10-HDA,是蜂王酸中特有的一种既含双键又含不饱和键的中链脂肪酸衍生物。分子式为C10H18O3,常温下是白色粉末状晶体,性质非常稳定,研究发现其具有抗菌、抗肿瘤、抗氧化、增强免疫力、调节血糖等重要生理功能,但由于其提取困难,合成复杂,一直未能规模化生产,严重制约其下游产业的发展[8]。

探索生物合成10-HDA一直为各界学者所关注,目前研究发现至少要经过脱氢形成双键和对碳链末端进行ω端氧化形成羟基两个过程能合成10-HDA,本课题组研究发现癸烯酸是重要合成中间物质[9],虽然在大肠杆菌中已初步探索出合成途径,但由于细菌对10-HDA有抑制作用,一直没能实现产量突破,已知巴斯德毕赤酵母(Pichiapastoris)易于培养操作,高密度发酵水平很高,产物易提纯,表达菌株稳定。……