产中链脂肪酸突破 9.05 g/L!重庆大学团队实现竹废料与CO₂高效生物合成利用,开辟绿色制造新路径,诚聘弘深青年教师/博士后

中链脂肪酸(MCFAs,C6–C12)因其吸收快、能量密度高、抗菌性强等特性,在营养品、医药及绿色能源领域具有重要价值。然而,其生物制造面临碳链长度控制难、底物成本高等挑战。传统方法依赖粮食基碳源,难以实现规模化与可持续生产。
【SynBioCon】获悉,近日,重庆大学化学化工学院王丹教授团队在中链脂肪酸的生物合成上取得重要突破。研究团队在大肠杆菌中构建了高效合成途径,利用离子液体预处理的竹废料酶解液与CO₂为共底物,在5 L发酵罐中实现MCFAs产量达9.05 g/L。相关成果以"Efficient production of medium-chain fatty acids in engineered Escherichia coli strains from ionic liquids pretreated bamboo enzymatic hydrolysate with carbon dioxide fixation"为题,发表在Bioresource Technology上。

研究团队首先通过基因编辑构建了底盘菌LZK109,删除fadD、tesA和ptsG基因,阻断β-氧化、减少长链脂肪酸生成,并提升多碳源共利用能力。在此基础上,引入来自Cuphea palustris的硫酯酶CpFatB1和脱水酶fabZ,使MCFAs产量提升至2.29 g/L。
为进一步提升产量与碳链特异性,团队利用AlphaFold3进行蛋白质工程改造,获得突变体CpFatB1I228R,使MCFAs产量提升至5.83 g/L,并首次实现C6脂肪酸的合成。
在底物拓展方面,研究团队系统评估了四种离子液体对竹粉的预处理效果,发现[Emin][DP]处理后的竹废料酶解液总还原糖得率最高达70.2%。工程菌利用该水解液发酵可产生5.58 g/L MCFAs。
为提升碳固定效率,团队引入来自Anabaena sp. 7120的碳酸酐酶基因ecaA,增强CO₂向碳酸氢盐的转化,进一步将产量提升至6.72 g/L。最后,通过过表达脂肪酸代谢调控因子fadR,在摇瓶中产量达8.26 g/L,在5 L发酵罐中最终实现9.05 g/L的高产。
经济性分析表明,采用竹废料酶解液替代葡萄糖作为碳源,每吨MCFAs生产成本降低约17%,展现了该路线的经济与环保双重优势。
该研究由重庆大学化学化工学院王丹教授课题组主导完成,博士生周玲为论文第一作者,王丹教授为通讯作者。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金及重庆市自然科学基金等项目支持。
第一作者
周玲,重庆大学化学化工学院博士研究生,从事脂肪酸生物合成和相关代谢疾病研究,以第一作者在Bioresource Technology、Diabetes、Exp Mol Med、Int J Biol Macromol、Front Oncol、Front Genet、Chin J Nat Medicines等业内期刊发表SCI论文多篇。主持重庆市面上项目和校级项目各1项。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.biortech.2025.133735
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重庆大学化学化工学院
一、重庆大学及化学化工学院简介
重庆大学是中央直管、教育部直属的全国重点大学,是国家“211工程”和“985工程”重点建设的高水平研究型综合性大学,是国家A类“世界一流大学建设高校”,始终秉承“研究学术、造就人才、佑启乡邦、振导社会”的办学宗旨,主动融入国家创新体系,积极服务区域与产业发展。“十三五”以来,学校新增国家和省部级科研平台51个,获批国家级科研项目4684项(其中牵头千万元级以上重大项目72项);荣获国家奖和省部级科技奖励一等奖164项,并在国家科技进步奖一等奖、国家自然科学基金重大项目、Science、Nature正刊论文等均取得历史性突破;学校科研总经费屡创新高,2024年达到40.2亿元。
重庆大学化学化工学院拥有化学、化工两个博士点及博士后流动站,“化学工程与技术”软科全球第23位,“化学”跻身 ESI全球前千分之一,目前达到千分之0.39,领跑全国,彰显硬核学科实力;依托特种化学电源全国重点实验室、化工过程强化国家地方联合工程实验室等国家级平台,在新能源、生物化工等8大前沿方向破局攻坚;近五年发表SCI论文1500余篇,在Nature及子刊发表数十项,学术成果闪耀国际;尤其是最近新获批重庆市低碳合成生物制造高校重点实验室,展示出我院积极响应国家政策,在生物制造未来产业科技创新方面的重要部署和阶段性成果。
二、实验室负责人简介
王丹,重庆大学教授/博士生导师/西部智慧生物制造创新中心主任/重庆市低碳合成生物制造重点实验室主任,重庆市青年科学家创新联盟理事长,国家重点研发计划青年项目首席科学家,重庆市杰出青年基金获得者,泰山产业领军人才,担任中国化工学会生物化工专业委员会常务委员等。长期从事生物合成化学品、化工新材料及化工过程研究,助力实现碳达峰和碳中和。发表SCI论文100余篇,以第一/通讯作者在Nat. Commun., Adv. Sci., Green Chem., Metab. Eng., ACS Synth. Biol.,Bioresour. Technol.,Carbohydr. Polym.,Biotechnol. Bioeng.和J. Environ. Manage.等高质量期刊发表论文,SCI总引3700余次,H-index 37。主编和参与学术专著5部。担任国际期刊Green Energy Environ.,Front. Bioeng. Biotechnol.和Bioresour Bioprocess的编委。主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、重庆市杰出青年基金项目等国家和省部级科研项目40余项。个人主页:https://hgxy.cqu.edu.cn/info/1306/3033.htm
三、研究方向
以生物化工为基础,围绕国家和企业需求,承担应用基础研究和科技攻关项目,在生物化工前沿领域开展研究工作:具体为代谢调控、合成生物学、代谢工程、化工新材料及智慧化工等。
1.“十四五”国家重点研发计划项目“绿色生物制造”专项:工业生物固碳合成化学品的新技术及过程强化(2022YFC2105700,项目负责人,2022-2025)
2.国家自然科学基金面上项目:蛋白笼介导的多酶催化体系合成氨基己酸的调控机制及过程强化(22378032,项目负责人,2024-2026);
3.国家自然科学基金面上项目:多酶分子机器/离子液体催化合成氨基己酸新系统的构建及优化机理(21978027,项目负责人,2020-2023)
4.河南新乡市企业横向合作项目:植物生长调节剂XX的生物合成及工艺优化(600万,项目负责人,2025-2030)
5.重庆市企业横向合作项目:红景天苷类眼药水及医用敷料的开发及产品创制(200万,项目负责人,2025-2027)
6.弈柯莱生物科技(重庆)有限公司合作项目:羟基酪醇的生物合成研究(200万,项目负责人,2024-2026)
四、福利待遇
1.弘深青年教师,薪酬待遇(年薪可达65万+):学校提供具有竞争力的薪酬待遇;科研经费:提供具有竞争力的科研启动经费;安家费:提供具有竞争力的安家费;生活保障:五险两金以及学校其它福利待遇,子女享受重庆大学中小幼优质教育资源,归国旅费资助;另可叠加享受国家和地方竞争性支持政策,整体待遇可达100万+/年。同时课题组将积极协助申请“博新计划”,国家自然科学基金及国家博士后科学基金等。为其配备科研团队,博士和硕士不少于3人。
2.科研博士后,薪酬待遇(年薪可达55万+):学校提供具有竞争力的基础薪酬待遇;生活保障:五险两金以及学校其它福利待遇,子女享受重庆大学中小幼优质教育资源,归国旅费资助;另可叠加享受国家和地方竞争性支持政策,整体待遇可达90万+/年。畅通职业发展通道:出站可申请弘深青年教师岗位,(1)入站时年龄原则上不超过30周岁;(2)具有海内外知名高校优秀学术经历,并取得高质量研究成果,创新发展潜力大的市外优秀博士毕业生;(3)进入博士后站3年内达到学校副研究员基本申报条件,出站后也可申请学校事业编制教学科研岗位或研究系列岗位。
五、岗位要求

六、应聘方式
请发送个人简历至梁山泉老师邮箱liangsq@cqu.edu.cn,电话15330460876;学院人才引进负责任薇老师邮箱renwei099@cqu.edu.cn,电话023-65678932,邮件主题为“弘深青年教师/博士后+姓名+专业”。应聘人员必须保证提供的材料真实可靠,凡弄虚作假一经查实,取消应聘资格。
▌参考信息:本文部分素材来自重庆大学化学化工学院。由作者重新编写,系作者个人观点,本平台发布仅为了传达一种不同观点,不代表对该观点赞同或支持。如果有任何问题,请联系我们:15356747796(微信同号)。
