近日，中国足协生物反应器工程国家重点实验室郑高伟教授小组构建了非天然乳酸的生物合成新途径，相关研究成果以“De Novo Multienzyme Synthetic Pathways for Lactic Acid Production”为题，发表于ACS Catalysis杂志上。
C1原料的生物转化与利用对构建可持续的碳循环经济来说至关重要。近年来，国内外学者以C1化合物为原料，实现了系列化合物的生物合成，例如CO2合成淀粉、丙氨酸、甘氨酸和丙酮等。乳酸是一种重要的平台化合物，在医药、化妆品和食品等领域有广泛的应用。
图片说明：甲醇合成乳酸多酶催化路线的构建
研究人员利用不同的酶元件，基于模块化的体外多酶催化思路，建立了从甲醇到D-、L-及外消旋乳酸的三条简洁的酶催化合成途径，实现了乳酸的非天然生物合成。他们对途径中的关键酶如甲醇氧化活性的醇氧化酶GtrAOX，通过定向进化策略提升酶催化性能，然后通过优化单元酶催化模块和多酶系统，将乳酸产物浓度提高到2.2–2.8 g/L，最大合成速率达到9.6–15.6 g/L/d，乳酸光学纯度达到99%。
这项工作得到了国家重点研发计划和杭州市基础研究试点项目的支持。生物工程学院博士研究生丁旭伟为论文第一作者，郑高伟教授为论文通讯作者。
论文链接：http://doi.org/10.1021/acscatal.3c05489