天津工生所在生物法制造β-胡萝卜素研究中取得新进展

组合改造三羧酸循环、磷酸戊糖途径和ATP合成功能模块

中科院天津工业生物技术研究所在构建大肠杆菌细胞工厂生产β-胡萝卜素方面取得进展，该成果已达到了大肠杆菌发酵生产β-胡萝卜素的国际最高水平。研究成果在线发表在Metabolic Engineering。

β-胡萝卜素是一种典型的四萜化合物，在医药、营养品、化妆品以及食品领域具有重要用途，每年全球市场需求有1000吨左右。目前β-胡萝卜素的生产主要有化学合成和微生物发酵两种方法。虽然化学合成法目前在市场上占主导地位，但微生物发酵法具有原料可再生、生产方式绿色清洁等特点，具有很好的产业化生产前景。

天津工生所通过对目标微生物（大肠杆菌）MEP、β-胡萝卜素合成、三羧酸循环、磷酸戊糖途径、ATP合成等5个功能模块的组合调控（如图），将大肠杆菌细胞工厂生产β-胡萝卜素的能力提高了74倍,目标微生物发酵54小时后，可实现β-胡萝卜素产量2.1 g/L，含量60 mg/g干重细胞，达到大肠杆菌发酵法生产的国际最高水平。该研究成果揭示了能量供给和还原力供给是萜类化合物合成的两个关键因素，为构建高效生产萜类化合物的细胞工厂奠定了理论基础。

该项研究得到国家重点基础研究发展计划（2011CBA00806）和天津市科技支撑计划的支持,天津科技大学的联合培养研究生赵婧和天津工生所的李清艳博士为论文的共同第一作者。