甲基乙偶姻（3-甲基-3-羥基-2-丁酮）和2-甲基-2,3-丁二醇可用于生產(chǎn)有機(jī)溶劑、聚合物或醫(yī)藥中間體，其衍生物也具有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前傳統(tǒng)化學(xué)合成法生產(chǎn)甲基乙偶姻和2-甲基-2,3-丁二醇成本高、污染重，限制了其應(yīng)用規(guī)模。而利用代謝工程微生生產(chǎn)方式，具有反應(yīng)條件溫和、選擇性高、污染輕、成本低等多種優(yōu)勢(shì)。
近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所生物基化學(xué)品團(tuán)隊(duì)在生物法合成甲基乙偶姻和2-甲基-2,3-丁二醇的研究中取得重要進(jìn)展。由于在自然界中尚未發(fā)現(xiàn)兩種化合物完整的生物合成途徑, 因此，需要在微生物體內(nèi)從頭設(shè)計(jì)和構(gòu)建非天然的合成途徑。同時(shí)，為了使其成為具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的理想生物合成途徑，需要具有較高的原子利用效率，并能夠以最少的步驟將中心代謝途徑的小分子進(jìn)行縮合。該團(tuán)隊(duì)對(duì)乙偶姻微生物降解途徑進(jìn)行分析后，利用相關(guān)反應(yīng)的可逆性，通過合成生物學(xué)手段突破反應(yīng)熱力學(xué)限制，分別以丙酮和葡萄糖為原料構(gòu)建了兩條甲基乙偶姻和2-甲基-2,3-丁二醇生物合成途徑（圖1），成功合成產(chǎn)出目標(biāo)化合物。
上述工作得到科技部、國家自然科學(xué)基金委、中科院等單位支持，研究成果（Biodegradation-inspired bioproduction of methylacetoin and 2-methyl-2,3-butanediol）發(fā)表在Scientific Reports。
原文鏈接：
http://www.nature.com/srep/2013/130815/srep02445/full/srep02445.html
圖1： 甲基乙偶姻和2-甲基-2,3-丁二醇的生物合成途徑
（生物基化學(xué)品團(tuán)隊(duì)供稿）
