改造大肠杆菌脂肪酸代谢途径生产长链烷烃

细菌脂肪酸的代谢和调控过程在大肠杆菌中得到了最详细和深入的阐述，因此利用大肠杆菌产生脂肪酸及其衍生物是现实可行的，但现阶段的产量还不能满足工业生产的要求。该项目将以提高脂肪酸衍生物长链烷烃产量为目标对大肠杆菌进行系统研究和改造，使用一些不同以往研究的新思路，尽可能地解除产物脂肪酸对生物合成一系列关键酶的抑制。主要路线是：用改造的酮脂酰ACP合成酶Ⅱ（FabB） 替代酮脂酰ACP合成酶Ⅲ （FabH）；改造脂肪酸降解抑制因子FadR的脂肪酸结合位点，使其不受脂肪酸调控而全时地激活脂肪酸合成途径；敲除新近发现的脂肪酸合成抑制因子FabR进一步增加脂肪酸产量。在完成以上改造的菌株中表达烷烃合成酶以合成生物燃料长链烷烃混合物。及时展开该研究将进一步完善细菌脂肪酸代谢调控的理论体系，并且提高用生物燃料替代石油来源燃料的可能性。

脂肪酸的代谢和调控过程在大肠杆菌中得到了详细研究，利用大肠杆菌产生脂肪酸衍生物的研究正在广泛进行中。我们研究了大肠杆菌脂肪酸代谢的关键酶FabH和主要调控因子FadR对脂肪酸产量和组分的影响。利用多形拟杆菌硫酯酶，我们构建了大肠杆菌脂肪酸代谢中间产物转化为丁烯酸的生物合成途径，产量达到4.0 g/L。我们在大肠杆菌中表达了烷烃合成系统， Synechococcus elongatus PCC7942的脂酰ACP还原酶和脂肪醛氧化酶，可以合成约20 mg/L烷烃。通过过量表达FadR，和敲除大肠杆菌中由yqhD编码的脂肪醛还原酶，烷烃的产量达到255mg/L。该研究进一步拓展了利用大肠杆菌合成更多脂肪酸衍生物的可能性，为进一步减少对石油原料的依赖提供了一定理论基础。