近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所微生物蛋白設(shè)計(jì)與智造創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)相關(guān)科研單位合作，開(kāi)發(fā)了一種利用玉米秸稈高效生物合成人造淀粉和單細(xì)胞蛋白的新技術(shù)，進(jìn)一步降低了人造淀粉的生產(chǎn)成本，為糧食生產(chǎn)提供了新的途徑。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)通報(bào)（Science Bulletin）》上。

 

　　全球人口的快速增長(zhǎng)和氣候變化將使人類(lèi)面臨糧食安全的巨大挑戰(zhàn)。將農(nóng)業(yè)廢棄物資源高效轉(zhuǎn)化為人造糧食則是緩解糧食危機(jī)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。合成生物技術(shù)的快速發(fā)展使人們打破自然合成路徑，創(chuàng)建高效人工生物合成體系成為可能。

 

　　該研究創(chuàng)建了一種使用現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)廢棄物（玉米秸稈）高效合成人造淀粉和微生物蛋白的新技術(shù)，利用包含纖維素降解酶和淀粉合成酶的體外多酶分子體系，與釀酒酵母進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，可以把玉米秸稈中的纖維素高效酶水解合成人造淀粉，同時(shí)在有氧條件下低成本發(fā)酵生產(chǎn)微生物蛋白。這種新方法首次創(chuàng)建了從商業(yè)化纖維素酶中去除β-葡萄糖苷酶的高效纖維素降解及纖維二糖生成技術(shù)，能有效控制和降低纖維素酶成本，同時(shí)利用底物穿梭效應(yīng)減少產(chǎn)物抑制，提高纖維素酶水解能力。而且，整個(gè)生物制造過(guò)程中無(wú)需輔酶和能量輸入，沒(méi)有糖損失以及設(shè)備投資小，為滿(mǎn)足人造淀粉和微生物蛋白生物合成的經(jīng)濟(jì)性要求提供了可能。

 

　　該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃合成生物學(xué)專(zhuān)項(xiàng)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.01.006