利用微生物直接生产脂肪醇

脂肪醇是重要的化工原料，是化妆品和洗涤用品中的主要成分。目前该产品主要以石油和植物油作为来源来生产，不但污染环境，而且与民争粮，与民争地。我们通过遗传改造微生物的脂肪酸合成途径和合成生物学的方法，利用纤维素和半纤维素为原料直接生产脂肪醇，以达到高效低碳的生产这种重要的化工原料并缓解我国经济对石油资源的依靠。我们首先要改造脂肪酸合成途径，使其高效生产脂肪酸，然后利用合成生物学的方法，引入还原酶，将脂肪酸合成途径中的脂肪乙酰辅酶A还原为脂肪醇。

脂肪醇是洗涤剂用表面活性剂和护肤品的重要原料，目前的生产方式主要通过从油料植物中提取或通过石油化工方式提取。如果能从可循环再生资源中利用微生物发酵生产脂肪醇将减少对化石燃料的依赖并减少温室气体排放。然而，目前这一研究的工业化进程被发酵生产的低产量及低产率所阻碍。我们的研究通过合成生物学代谢工程的改造，得到一株能够高产脂肪醇的大肠杆菌，该菌能够表达来源于Synechococcus elongatus脂肪酰ACP。同时通过体外重组试验首次证明了大肠杆菌体内的醛还原酶AdhP能够将脂肪醛还原为脂肪醇，并且通过体内和体外实验都证明了目前在我们的系统中脂肪酰辅酶A或 脂肪酰ACP还原酶的活性或表达量都是限制脂肪醇大量生产的限速步骤。在2.5 L规模的分批补料发酵的规模上，得到目前我们改造得到的最优菌株产量为0.75 g/L，产率为0.06 g/L/h。目前本项目创立的新途径在能量损耗方面最经济，提供了一种非常有前景的微生物发酵生产脂肪醇工业化的可行方案。