微生物中一碳代谢网络构建的进展与挑战

• 作者: 郭姝媛 吴良焕 刘香健 王博 于涛
• 来源期刊: 合成生物学
• 学科: 生物学
• 关键词: 甲基营养型微生物 一碳代谢 一碳化合物 生物转化 代谢工程
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 特约评述|Invited Review
• 页码范围: 116-137
• 页数: 22页
• 分类号: Q815
• 语种: 中文
• DOI: 10.12211/2096-8280.2021-079

摘要

利用来源广、价格低、易制备且储量丰富的一碳化合物作为底物,通过构建甲基营养型细胞工厂,生物合成多种高附加值化学品,不仅可以促进一碳资源的洁净利用,同时可以缓解能源短缺、环境污染等问题.因此,深入了解甲基营养型微生物(天然型和合成型)的一碳代谢网络,是高效利用一碳化合物进行生物炼制的关键.本文综述了多种一碳化合物(甲烷、甲醇、甲酸和二氧化碳)生物炼制的研究进展,主要包括两个部分:(1)甲基营养型微生物(天然型和合成型)的关键代谢酶及多种代谢网络;(2)基于多种甲基营养型微生物进行生物合成的研究现状.文章最后讨论了一碳化合物作为底物进行生物转化所面临的主要瓶颈,并据此提供可行的研究策略,以期推动一碳化合物作为原材料进行生物炼制的工业化进程.