【合成生物学】从葡萄糖到工程塑料：尼龙12单体的绿色制造新路径

主要观点总结

本文介绍了浙江大学于洪巍/叶丽丹团队首次实现从葡萄糖到尼龙12单体ω-氨基十二烷酸（ω-AmDDA）的从头生物合成，为尼龙12的可持续生产开辟新路径。研究通过构建大肠杆菌细胞工厂实现这一突破，并采用模块化途径工程策略、优化能量与耐受性、突破限速酶等手段提升产量。该研究为尼龙12的绿色制造提供了新思路，并有望在经济性和环境友好性上取得双赢。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景与意义

尼龙12是一种性能优异的工程塑料，广泛应用于多个领域，但其传统化学合成方法存在高技术壁垒和环境污染等问题。该研究的实现为尼龙12的可持续生产提供了新思路。

关键观点2: 研究方法与实现

研究团队通过构建大肠杆菌细胞工厂，引入特异性催化酶和多酶级联反应系统，将葡萄糖转化为尼龙12单体。采用模块化途径工程策略优化细胞工厂的产量，并通过优化模块间的平衡表达和调整培养条件，提升ω-AmDDA产量。

关键观点3: 生物合成过程中的优化策略

研究团队通过引入高效葡萄糖转运蛋白、促进未磷酸化葡萄糖的摄取，增强NADPH供应与再生等措施，优化生物合成过程。同时，通过敲除竞争性消耗ATP的基因、增强细胞对氧化应激的耐受性等手段，进一步提高ω-AmDDA的产量。

关键观点4: 限速酶的改造与提升

研究团队通过蛋白质工程手段对催化DDA羟基化反应的P450酶进行理性设计与定点饱和突变，开发出活性提高的突变体CYP153Am4-NCP。最终构建的工程菌株在摇瓶发酵后实现了高产量ω-AmDDA。

关键观点5: 研究的展望与意义

该研究为尼龙12的绿色制造提供了新思路，并有望在经济性和环境友好性上取得双赢。此外，该研究还为其他脂肪酸衍生物的生物合成提供了宝贵经验。