微生物合成法尼烯技术

发布时间: 2024-11-07

来源: 试点城市（园区）

基本信息

合作方式：技术许可

成果类型：发明专利,实用新型专利

行业领域：

生物与新医药技术,医药生物技术

成果介绍

法尼烯（Farnesene, C15H24）是一种无环倍半萜烯，在能源化工、医药和保健品等领域有重要的应用前景。在能源化工方面，法尼烯衍生物的能量密度远高于3号航空煤油，可作为燃油助剂显著提高其性能，有效延长航程、增加载弹量，具有重要的军事意义和战略意义。在医药生产中，法尼烯可以作为生产维生素E侧链（异植物醇）的中间体，可实现维生素E（VE）生产工艺的创新性变革（侧链异植物醇合成由11步缩短至3步）。此外，β-法尼烯是主要的蚜虫报警外激素，可以用于新型农药的创制。法尼烯的化学合成方法受原料来源、产品得率、污染排放等因素制约已被生物合成全面取代。目前该产品被美国合成生物学先驱J.***主导的Amyris公司垄断，其以酿酒酵母为宿主连续式发酵产率达到8.67g/L/d，但发酵周期长达360小时，且对我国实行技术封锁。而我国在法尼烯生物合成领域尚属空白，产品完全依赖进口，严重制约了相关产业的发展，亟待突破

成果亮点

本项目针对限速酶效率低、代谢紊乱、代谢流不平衡、代谢产物对宿主细胞毒性大等关键技术难题，从合成生物学改造与关键工艺优化两方面入手展开研究：（1）筛选不同来源的法尼烯合成酶、异戊烯焦磷酸（IPP）合成酶及法尼烯焦磷酸（FPP）合成酶，优化合成途径的关键元件，提高合成效率。（2）高通量筛选和半理性设计定向进化限速酶3-羟基-3- 甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶、甲羟戊酸激酶、异戊烯焦磷酸异构酶；核糖体结合位点及不同强度的启动子精确调节基因表达强度，进行代谢网络调控，调节法尼烯合成途径的代谢流平衡。（3）优化发酵条件，研究法尼烯分离过程规律开发发酵分离耦合法合成法尼烯及分离的关键技术。并通过RBS 精准调控代谢途径等合成生物学代谢调控方法改造并获得法尼烯高产菌株，产量达到35 g/L

团队介绍

中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称“青岛能源所”）是由中国科学院、山东省人民政府、青岛市人民政府于 2006 年 7 月启动筹建，2009 年 11 月 30 日通过共建三方验收并纳入中国科学院 “知识创新工程”管理序列的国立科研机构。2019 年 6 月 17 日，山东省、中科院、青岛市三方签署协议以青岛能源所为依托单位，共同筹建山东能源研究院，支撑国家能源创新体系建设，提升山东省能源科技创新能力，服务能源产业新旧动能转换和高质量发展。依托青岛能源所、山东能源研究院建设的青岛新能源山东省实验室在 2020 年 12 月 17 日挂牌筹建。形成了青岛能源所、山东能源研究院、青岛新能源山东省实验室“三位一体”的发展格局。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：- (-) 评价时间：2024-11-10

杜晓伟

包头市盈辉企业管理服务有限公司

中级技术经纪人

综合评价

该项目在微生物合成法尼烯技术方面取得了显著的创新性成果。项目团队通过基因工程手段，成功实现了法尼烯在微生物中的高效合成，为法尼烯的生产提供了新的技术路径。同时，项目团队还通过优化代谢途径、提高酶活性和调控基因表达等策略，显著提高了法尼烯的产量，为法尼烯的广泛应用提供了有力支持。在市场应用方面，评价专家组认为微生物合成法尼烯技术具有广阔的市场前景。法尼烯作为一种重要的倍半萜类化合物，在能源化工、医药、保健品等领域具有广泛的应用前景。随着技术的不断成熟和推广，微生物合成法尼烯技术有望在未来几年内成为法尼烯生产的主流技术，为相关产业的发展注入新的活力。

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