近日，华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室教授郑高伟课题组构建了非天然乳酸的生物合成新途径，相关研究成果发表于《美国化学会催化》。
C1（一碳化合物）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，如利用CO2合成淀粉、丙氨酸、甘氨酸和丙酮等。其中，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应用。
研究团队利用不同的酶元件，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酶催化合成途径，实现了乳酸的非天然生物合成。针对途径中的关键酶（如甲醇氧化活性的醇氧化酶GtrAOX），研究人员通过定向进化策略提升其催化性能，并进一步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%。
甲醇合成乳酸多酶催化路线的构建 图片来源于《美国化学会催化》
相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acscatal.3c05489
