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嘧啶代謝途徑可以產(chǎn)生多種有重要功能的化合物，如乳清酸、胞苷酸、氨基酸衍生物等。課題組提出以CO₂為底物進行體外多酶催化，兩階段一鍋法合成氨甲酰天冬氨酸和乳清酸的新思路，通過嘧啶代謝-精氨酸循環(huán)途徑轉(zhuǎn)化CO₂，生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。本研究首次利用體外酶催化碳酸氫銨高效合成氨甲酰磷酸，將原子經(jīng)濟性從60%提高到100%，新途徑有望成為多種大宗化學品和生物活性物質(zhì)的綠色、低成本生物制造平臺。此外，課題組前期利用模塊化策略和代謝工程實現(xiàn)了胞苷在重組大腸桿菌中的有效積累 (Yang et al. Biochem Eng J. 2020)，后期采用基于多聚磷酸-多聚磷酸激酶的ATP再生系統(tǒng)，體外耦聯(lián)胞苷激酶將胞苷轉(zhuǎn)化成胞苷酸。通過大量酶的篩選獲得具有優(yōu)異性能的胞苷激酶 (TTN＞1.3×107)，成功構(gòu)建了一個中度嗜酸的ATP再生系統(tǒng) (TTN＞4.0×106)，優(yōu)化反應(yīng)條件后耦聯(lián)體系在6小時內(nèi)生產(chǎn)96mM胞苷酸 (31.0 g/L)，轉(zhuǎn)化率達100%，該研究工作為胞苷酸大規(guī)模生產(chǎn)提供了一種新方法。

上述兩篇論文第一作者均為華東理工大學生物工程學院在讀碩士生李宗霖（已轉(zhuǎn)博），通訊作者為李志敏教授。成果得到了國家重點研發(fā)計劃(2019YFA0904300)和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金(22221818014)資助。

https:// doi.org/10.1039/D0GC02268C

https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c04055