近日，中国科学院微生物研究所陶勇研究团队在Nature Communications发表题为“A citric acid cycle-deficient Escherichia coli as an efficient chassis for aerobic fermentations”的研究论文，增强了对TCA循环在大肠杆菌代谢中作用的理解，表明不完整 TCA 循环大肠杆菌底盘在工业生物合成应用中具有重要的应用价值。
微生物在有氧发酵过程中，碳源通过三羧酸循环（TCA）产生CO2，导致有氧发酵的转化率显著降低。针对该问题，陶勇团队在前期工作（Proc Natl Acad Sci U S A 2015,112(32):9855-9）基础上，通过对TCA循环阻断菌株进行适应性进化，对突变菌株进行基因组和代谢流分析，通过对突变菌种物质代谢和能量代谢的深入解析，发现影响不完整TCA循环菌株生长的关键因素，并据此通过代谢工程设计重构一种全新的具有不完整TCA的大肠杆菌底盘细胞，利用该底盘实现了四种产物的高效合成。
图1. 进化后菌株的中心碳代谢的代谢流分析
中国科学院微生物研究所博士研究生周航为该论文的第一作者。中国科学院微生物研究所林白雪项目研究员、陶勇研究员，中国科学院天津工业生物技术研究所马延和研究员和University of Delaware的Maciek R. Antoniewicz教授为论文共同通讯作者。该研究获得了国家重点研发计划（2022YFC2106000和2018YFA0901400）项目的经费支持。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-46655-4
