我國科學家利用體外多酶系統實現纖維素完全轉化
時間：2018-10-16 來源：科技部
近日，中國科學院天津工業生物技術研究所游淳研究員團隊在ACS catalysis雜志（IF=11.384）在線發表了題為“Stoichiometric Conversion of Cellulosic Biomass by in Vitro Synthetic Enzymatic Biosystems for Biomanufacturing”的研究論文。該研究采用體外合成生物學的手段，首次實現了纖維素化學計量的生物轉化，為纖維素轉化合成高附加值生物基化學品提供了全新的研究思路。
纖維素是地球上最豐富的可再生資源，是生產生物燃料和生物基化學品的重要原料，但纖維素預處理過程產生的糠醛類物質嚴重抑制了微生物發酵過程效率。體外多酶系統是模仿體內代謝途徑，在體外組合一系列酶及輔酶構建復雜的生化反應網絡，催化底物生成產物的新型綠色生物制造平臺，已經被成功的應用到利用淀粉生產氫氣、生物電、稀少糖等生物制造過程，但利用該系統高效轉化纖維素合成高附加值化學品尚未實現。
針對這一國際難題，中國科學院天津工業生物技術研究所采用體外合成生物學手段，構建三個磷酸化酶組成的級聯反應途徑，將纖維多糖轉化成高能磷酸化糖，在下游酶的催化轉化作用下合成肌醇，肌醇的產率達到98%，接近化學計量的底物轉化率，且該體外多酶系統可以直接利用高毒玉米秸稈水解液作為底物合成肌醇。該研究為纖維素的高值化利用提供了全新的研究思路。
