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嘧啶代謝途徑可以產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)途徑轉化CO₂，生產高附加值產品。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)，體外耦聯胞苷激酶將胞苷轉化成胞苷酸。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)，成功構建了一個中度嗜酸的ATP再生系統(tǒng) (TTN＞4.0×106)，優(yōu)化反應條件后耦聯體系在6小時內生產96mM胞苷酸 (31.0 g/L)，轉化率達100%，該研究工作為胞苷酸大規(guī)模生產提供了一種新方法。

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)務費專項資金(22221818014)資助。

https:// doi.org/10.1039/D0GC02268C

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