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民以食为天，粮食自主供给是保障经济社会稳定发展的关键淀粉和蛋白质是谷物的主要成分，也是重要的工业原料
伴随着工业生物技术的快速发展，通过生物制造技术使秸秆，二氧化碳等可再生碳源合成淀粉，蛋白质等营养物质成为可能，成为国际生物技术竞争的焦点。
最近几天，中科院天津工业生物技术研究所体外合成生物学中心与中国农业科学院生物技术研究所合作，在玉米秸秆高效合成淀粉和微生物蛋白方面取得新进展。
前期，研究团队根据纤维素水解，纤维二糖磷酸解和聚合的思路，设计并创建了秸秆生产淀粉的多酶分子机器，在体外重构了人工代谢转化路径，突破了纤维素β—1，4糖苷键向淀粉a—1，4糖苷键转化的定向重排等关键问题，实现了纤维素向淀粉的转化但该路线在生物转化过程中面临底物能量利用效率低，转化速度慢，成本高等问题，离工业化应用还很远
围绕该路线经济可行性的提高，科研团队集中攻关，设计改造了多酶分子机的核心部件，优化了合成路线，提高了秸秆转化淀粉的效率，为推广工业应用奠定了基础。
中国科学院天津工业生物技术研究所
据介绍，研究团队通过重组酶表达菌株的系统化设计和转化，选择廉价无机氮源降低培养基成本，开发高密度微生物培养等措施，将纤维二糖磷酸化酶，a—葡聚糖磷酸化酶等重组酶的生产成本降低至250元/kg。
团队以预处理秸秆生物质或固态预处理纤维素为亲和吸附介质，简单高效地选择性吸附纤维素酶中的内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶，有效去除纤维素酶中的β—葡萄糖苷酶，实现秸秆纤维素的高效定向降解，提高纤维素水解效率。
本文将纤维二糖磷酸化酶和α—葡聚糖磷酸化酶固定在酿酒酵母表面，有效利用纤维素水解的中间产物葡萄糖，缓解葡萄糖对纤维素酶的抑制作用，提高纤维素酶的水解能力，减少纤维素酶的用量研究人员利用酵母好氧发酵纤维素水解产生的葡萄糖，实现了微生物蛋白的联产，降低了转化路线的综合成本
本站了解到，相关研究成果发表在《科学通报》上本研究工作得到了天津市提高合成生物技术创新能力行动和国家重点R&D计划的支持
