- 5 次围观
纸浆和造纸工业会产生大量浓缩硫酸盐木质素，而将其转化为单一化学产品极具挑战性。为此，串联化学解聚与生物转化以获得单一且原子经济的产物，是一种具有潜力的策略。在本研究中，我们采用以松木来源硫酸盐木质素为底物的铜催化氧化解聚，通过同时断裂 C--O 键和 C--C 键，生成多种可被生物利用的芳香族单体，其产率为 4.5 重量%（wt%；每克木质素所得单体克数）；随后进行逆流萃取，单体回收率为 52 wt%。由此获得的氧化木质素产物中含有香草醛、香草酸盐、4-羟基苯甲醛、4-羟基苯甲酸盐、5-甲酰基香草醛、5-羧基香草醛、5-羧基香草酸盐、乙酰香草酮和香草基乙醛酸酯。 基于该物流组成，我们对具有工业相关性的土壤细菌恶臭假单胞菌 KT2440（Pseudomonas putida KT2440）进行了工程改造，通过过表达 10 个异源基因（acvABCDEFSYK-6、vceABSYK-6、ligW2SYK-6 和 mdlCPP），使其能够分解代谢后五种化合物。我们将这些工程化途径与先前报道的由 G 型和 H 型单体生产黏康酸的策略相结合，构建了恶臭假单胞菌 KMM428。该菌株能够利用解聚硫酸盐木质素混合物中 93.6 {+/-} 0.2 mol% 的已定量芳香族单体，并以 99 {+/-} 3 mol% 的产率生成黏康酸，产率基于已定量单体计算。总体而言，本研究通过纳入三种 {beta}-5 裂解产物，除传统 G 型单体外，使该过程的理论碳转化效率提高了 37.6 {+/-} 0.1 mol%。
制浆造纸工业会产生大量浓缩牛皮纸木质素，而将其转化为单一化学产品具有较大挑战性。为此，将串联化学解聚与生物转化相结合，以获得单一且原子经济性高的产物，是一种具有潜在前景的策略。在本研究中，我们以松木来源的牛皮纸木质素为原料，采用铜催化氧化解聚，通过同时断裂 C--O 和 C--C 键，生成多种具有生物可利用性的芳香族单体，其产率为 4.5 重量%（wt%；每克木质素生成的单体克数）；随后进行逆流萃取，单体回收率为 52 wt%。由此获得的氧化木质素产物中含有香草醛、香草酸盐、4-羟基苯甲醛、4-羟基苯甲酸盐、5-甲酰基香草醛、5-羧基香草醛、5-羧基香草酸盐、乙酰香草酮和香草基乙醛酸酯。
基于该物流组成，我们通过过表达 10 个异源基因（acvABCDEFSYK-6、vceABSYK-6、ligW2SYK-6 和 mdlCPP），对具有工业相关性的土壤细菌恶臭假单胞菌 KT2440（Pseudomonas putida KT2440）进行了工程改造，使其能够分解代谢后五种化合物。我们将这些工程化途径与此前报道的、将 G 型和 H 型单体转化为黏康酸的策略相结合，构建了 P. putida KMM428。该菌株能够利用解聚牛皮纸木质素混合物中 93.6 {+/-} 0.2 mol% 的已定量芳香族单体，并以 99 {+/-} 3 mol% 的产率生成黏康酸，所述产率以已定量单体为基准。总体而言，通过纳入 3 种 {beta}-5 裂解产物，除传统 G 型单体外，本研究使该过程的理论碳转化效率提高了 37.6 {+/-} 0.1 mol%。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.18.745639v1?rss=1
🏷️ 恶臭假单胞菌 木质素生物转化 代谢工程 芳香族化合物降解 黏康酸生产