我院生物学负责人刘高强教授团队在微生物发酵生理和合成代谢研究领域取得新进展，提出了利用微生物细胞绿色法合成3-羟基丙酸（3-HP）的新途径、新策略，以“A biosynthesis pathway for 3-hydroxypropionic acid production in genetically engineered Saccharomyces cerevisiae”为题发表于国际顶级期刊《Green Chemistry》（一区Top，IF 11.034）。微生物学2019级硕博连读生童天同学为第1作者，导师刘高强教授为第1通讯作者，江南大学刘立明教授为第2通讯作者。这是我校以第1单位首次在《Green Chemistry》上发表论文。

微生物通过合成代谢可产生一些重要化合物，例如抗生素等。我们也可以通过生物技术手段改造微生物细胞内的合成代谢途径以提高代谢产物的合成量。3-羟基丙酸（3-HP）因结构简单，容易通过各种反应生成众多高价值化合物，美国能源部将其列为12种最具开发潜力的平台化合物之一，但传统的化学合成法生产3-HP不符合绿色环保和可持续发展要求，用绿色生物技术法生产前景广阔。因此，本工作应用微生物生物技术和代谢工程技术，通过酿酒酵母细胞平台，用绿色生物法高效合成3-HP。

首先在重组酵母中过表达丙酮酸羧化酶、苯甲酰甲酸脱羧酶和3-羟基异丁酸脱氢酶，构建了一条3-HP合成的新的草酰乙酸途径（最短途径）；然后采用启动子工程调控glc7的表达水平，对己糖激酶去磷酸化调节，增加酵母中细胞质模块能量供应，采用群体感应系统手段对线粒体能量模块进行去磷酸化调节，增强线粒体能量代谢，提高ATP供应水平，显著提高了酵母中3-HP的合成量；最后通过去磷酸化动态调控手段，进一步优化了酵母细胞质和线粒体能量代谢，为细胞中3-HP的合成模块精确供应ATP，最终显著提升了酵母合成代谢产物3-HP的能力，使酵母中合成代谢产物3-HP的量达到国内外最大值（18.1 g/L）。

▲ 酿酒酵母中3-HP合成的新途径以及细胞质和线粒体能量代谢调控策略示意图

论文发表后，国内《植物与微生物最前线》微信官方平台，以“中南林业科技大学在国际知名期刊（IF 10.182）发表论文，提出了微生物合成3-羟基丙酸（3-HP）的新途径、新策略”为题，对论文进行了介绍：

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论文原文