全细胞催化剂

一碳合成甘氨酸

把还原甘氨酸途径完整装进大肠杆菌并强化ATP供应，做成的全细胞催化剂能一锅法把甲酸变成甘氨酸，还能直接电催化利用CO₂。

Shi, Hongling · Xueyang, Bai · 刘菲 · 李丹丹 · Kan, Yunchao · 学创 · 姚伦广 · 唐存多

Microorganisms 2026

参数信息

甘氨酸时空产率

0.125 mmol/L/h

甘氨酸时空产率

0.135 mmol/L/h

技术优势

一锅法直接合成

工程菌株作为全细胞催化剂，无需分离中间产物即可将甲酸转化为甘氨酸，工艺简单。

利用二氧化碳

开发的电催化系统直接以 CO₂ 和 NH₄Cl 为原料合成甘氨酸，原料廉价可再生。

强化能量供给

引入 RsPPK2 增强 ATP 供应，支撑还原甘氨酸途径的高效运行，提高生产力。

应用场景

• 微生物工厂：提供可培养的全细胞催化剂，直接从 C1 底物合成甘氨酸，降低成本。
• 合成生物学：展示多基因模块化组装策略，用于重构长代谢途径。
• 电催化：耦合电催化与生物催化，实现 CO₂ 到氨基酸的定向转化。
• 电化学与储能：利用电化学系统驱动碳固定，为可再生电力储存提供新途径。