二羧酸是用于生产塑料，聚酯，尼龙，香料和药物的常用化学品。由于基于石油的化合物生产所带来的环境问题，基于生物方法的二羧酸生产途径获得人们的关注。一些工业应用中经常需要具有特定长度碳链的二羧酸，例如奇数碳二羧酸化合物。已有相当一部分研究报道了酵母和细菌细胞色素P450催化的脂肪酸氧化生物合成途径，这些途径基本都是产生偶数碳化合物。

　　

　　由于化工应用中奇碳二羧酸化合物的重要地位，在最近的一项研究工作中，研究者在大肠杆菌中构建了一条直接由葡萄糖生成奇数碳二羧酸产物的全新途径，该途径涉及多个生物素和脂肪酸合成途径中的酶。这项研究成果《Production of odd-carbon dicarboxylic acids in Escherichia coli using an engineered biotin-fatty acid biosynthetic pathway》由合成生物学大牛Jay D. Keasling课题组完成，发表于2017年3月14日的J. Am. Chem. Soc.杂志。

　　研究者首先发现大肠杆菌的生物素合成途径中有一个重要的7碳中间体庚二酰-ACP。这条合成途径由BioC对丙二酰-ACP的甲基化起始，然后脂肪酸合酶FAS将两分子的丙二酰甲酯基团相连接，形成庚二酰-ACP甲酯中间体；接着BioH将甲基酯基团水解从而形成庚二酰基团再通过下游的反应最终生成生物素。研究人员尝试着将途径中的BioH进行阻断，使得FAS可以持续将ACP-甲基酯分子进行延长。同时过表达内源的截短的酰基-ACP硫酯酶‘tesA来产生奇数碳链的单甲基酯分子并继续水解为奇数碳的二羧酸。作者认为该生物合成途径经过优化将可应用于有价值的奇碳二羧酸的工业发酵生产。

原文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b11895

来源：上海工业生物技术研发中心