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尼龙是一种重要的商业聚合物，其中尼龙6和尼龙66占世界尼龙总产量的86%。由于传统的尼龙生产工艺依赖于石油资源的二元酸和二元胺资源，且对环境破坏较大，因此生物尼龙的生产受到了广泛的关注。

己二酸是尼龙66合成中的重要单体，因此，对己二酸的生物合成研究也备受关注。目前为止，已经有多种己二酸的生物合成途径，但因为转化率低、成本过高一直未能实现工业化生产。

尼龙66产业链示意图，图源[2]

北京化工大学谭天伟院士课题组张洋团队，以大肠杆菌为底盘细胞，L-赖氨酸为前体，首次在微生物中实现高效生产2-羟基己二酸，最高产量可达 11.1 g/L 。2-羟基己二酸是己二酸生产的重要单体，此研究为以L-赖氨酸为前体合成己二酸和生物基尼龙的生产奠定了基础。

   研究内容

L-赖氨酸可以利用微生物合成，并用作合成许多聚合物单体。目前工业上L-赖氨酸的效价已达到130g/L左右。因此，以l-赖氨酸为前体生产己二酸的途径被认为具有潜力。

2-羟基己二酸生物合成系统的代谢工程方案

研究利用2种L-赖氨酸的转化途径，糖苷途径（The saccharopinepathway）和氧化脱氨基途径（The oxidativedeaminationpathway）鉴定了2-羟基己二酸生物合成途径中的酶基因。

候选基因被分成两个模块(L-2-氨基己二酸合成模块和2-羟基己二酸合成模块），通过共表达来确定2-羟基己二酸生产的最佳基因。筛选出的菌株初始滴度为1.16 g / L。

然后，通过强化L-赖氨酸合成和草酰乙酸的供应和辅因子调控，在5 L生物反应器中生产了7.11 g/L的2-羟基己二酸，验证了2-羟基己二酸生产的放大潜力。

最后，根据转录组分析的潜在优化策略，在 5 L 生物反应器中生产了 11.1 g/L 的 2-羟基己二酸。

资料来源：

[1] Metabolic Engineering for Effective Synthesis of 2-Hydroxyadipate

[2] 中金 • 联合研究 | 己二腈国产化加速，关注尼龙66产业链投资机会