四碳有机酸生物合成的代谢工程研究进展
王颖珊，郭峰，严伟，信丰学，章文明，姜岷
南京工业大学生物与制药工程学院
南京工业大学江苏先进生物与化学制造协同创新中心
摘要：四碳有机酸作为重要的平台化学品，广泛应用于食品、化工、农业、医药和生物材料等领域。与传统的石化法相比，利用微生物发酵生产四碳有机酸具有反应条件温和、过程绿色环保等优势，具有广泛的应用前景。文中总结了四碳有机酸的生物合成途径和代谢机制，着重讨论了天然菌株生产四碳有机酸以及基于菌种选育和代谢工程改造策略提高四碳有机酸合成能力的研究进展及挑战，为四碳有机酸的高效生物合成提供广阔的参考方向。
图1四碳有机酸的转化与应用
Fig.1Interconversionoftetracarbonorganicacidsandtheirapplications.图2四碳有机酸代谢工程发展历程[4-11]
Fig.2Overviewofmetabolicengineeringfortheproductionoftetracarbonorganicacids[4-11].图3四碳有机酸合成路线(Redline：四碳有机酸合成路径；PYR：丙酮酸；OAA：草酰乙酸；MAL：苹果酸；FUM：富马酸；SUC：琥珀酸；SUCC：琥珀酰辅酶；α-AKG：α-酮戊二酸；ICI：异柠檬酸；CIT：柠檬酸；AcCoA：乙酰辅酶A；Blueline：三羧酸循环)
Fig.3Biosyntheticroutesfortetracarbonorganicacids.图4四碳有机酸的代谢途径
Fig.4Metabolicpathwaysforthesynthesisoftetracarbonorganicacidsin:(A)eukaryotes,(B)prokaryotes.通讯作者1
姜岷南京工业大学教授、博士生导师。
长期从事先进生物制造方向的研究工作，主持国家重点研发计划、国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(中欧)、、课题等国家和省部级项目20余项。近5年，在生物质化工领域权威期刊、等发表SCI论文余篇，以第一发明人申请中国发明专利73项，授权40余项；主编教材及学术专著4部，参编英文专著1部。担任中国生物发酵产业协会理事，微生物育种委员会副理事长，中德生物科技双边合作协调员，德国卡尔斯鲁厄大学客座教授，《化工进展》《生物工程学报》等期刊编委。
通讯作者2
章文明南京工业大学副教授、硕士生导师。
主要从事低劣生物质与碳一原料的生物转化研究。主持国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年基金、国家重点研发计划子课题等项目6项；在生物质化工领域权威期刊、、等发表SCI论文60余篇，第一或通讯作者25篇，申请国家发明专利27项、授权8项；参编教材《生物资源学导论》，学术专著《图解生物技术》《木质纤维素生物炼制原理与技术》；担任《生物学杂志》编委；指导学生获iGEM(国际基因工程机器大赛)金奖()和铜奖()等多项奖励。