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近日，中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所微生物蛋白設計與智造創(chuàng)新團隊與國內(nèi)相關科研單位合作，開發(fā)了一種利用玉米秸稈高效生物合成人造淀粉和單細胞蛋白的新技術，進一步降低了人造淀粉的生產(chǎn)成本，為糧食生產(chǎn)提供了新的途徑。相關研究成果發(fā)表在《科學通報》(《Science Bulletin》)上。

全球人口的快速增長和氣候變化將使人類面臨糧食安全的巨大挑戰(zhàn)。將農(nóng)業(yè)廢棄物資源高效轉化為人造糧食則是緩解糧食危機，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。合成生物技術的快速發(fā)展使人們打破自然合成路徑，創(chuàng)建高效人工生物合成體系成為可能。

利用木質纖維素生物合成人造淀粉和單細胞蛋白途徑示意圖。中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所供圖

該研究創(chuàng)建了一種使用現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)廢棄物(玉米秸稈)高效合成人造淀粉和微生物蛋白的新技術，利用包含纖維素降解酶和淀粉合成酶的體外多酶分子體系，與釀酒酵母進行生物轉化，可以把玉米秸稈中的纖維素高效酶水解合成人造淀粉，同時在有氧條件下低成本發(fā)酵生產(chǎn)微生物蛋白。這種新方法首次創(chuàng)建了從商業(yè)化纖維素酶中去除β-葡萄糖苷酶的高效纖維素降解及纖維二糖生成技術，能有效控制和降低纖維素酶成本，同時利用底物穿梭效應減少產(chǎn)物抑制，提高纖維素酶水解能力。而且，整個生物制造過程中無須輔酶和能量輸入，沒有糖損失以及設備投資小，為滿足人造淀粉和微生物蛋白生物合成的經(jīng)濟性要求提供了可能。

關鍵詞： 生物合成 纖維素酶 玉米秸稈 單細胞蛋白 生物技術研究所