2,3-丁二醇（2,3-BD）是一种微生物初级代谢产物，检测2,3-BD合成中间体的VP反应是微生物分类鉴定标准之一，但研究者一直未确定2,3-BD合成的具体生理功能。好氧条件下，快速生长的微生物主要通过发酵而非呼吸来获取能量，产生大量乙酸，该现象称作乙酸代谢溢流。乙酸的过量累积会给微生物带来很多不利影响，是影响多种微生物菌株工业化应用最主要的限制因素之一。该研究发现，2,3-BD生产菌株阴沟肠杆菌SDM中存在乙酸代谢溢流消除现象，乙酸合成后会通过该菌株代谢被消除。进一步研究证实，双功能乙醛/乙醇脱氢酶（AdhE）催化的乙醇产生与乙酸诱导的2,3-BD生物合成均参与乙酸代谢溢流的消除。葡萄糖合成2,3-BD过程可为AdhE催化的乙醇产生提供NADH以支持乙酸代谢溢流消除，2,3-BD合成与乙醇产生偶联推动乙酸消除的策略广泛分布于不同细菌中。
几丁质是自然界中除纤维素外第二丰富的多聚糖类，由N-乙酰葡萄糖胺（GlcNAc）通过β-1,4-糖苷键聚合而成。生物体利用GlcNAc的过程中会不可避免地产生乙酸，限制了以几丁质为底物绿色生物制造技术的开发。该研究将乙酸溢流消除机制应用于几丁质资源化过程，利用2,3-BD合成过程产生的NADH推动乙酸还原产生乙醇，结合代谢工程改造策略，实现了基于几丁质水解液的乙偶姻与乙醇联产，为其他涉及乙酸产生的可再生资源利用提供了成功范例。
马翠卿、高超教授团队长期从事2,3-BD的生产应用研究，前期研究获得中国石化联合会技术发明一等奖、山东省高等学校优秀科研成果自然科学一等奖，该研究揭示了2,3-BD合成通过为AdhE催化的乙醇生成提供NADH参与乙酸溢流消除的机制，确定了2,3-BD合成的具体生理意义。相关研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、山东省自然科学****基金等项目的资助。
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https://www.nature.com/articles/s41421-021-00273-2
