天工所孙周通团队多酶催化合成头孢类抗生素母核

中国科学院天津工业生物技术研究所孙周通团队在多酶催化合成头孢类抗生素母核7-ADCA方面取得重要进展。该团队创新性地构建了一种“分工协作”的双工程菌系统，结合固定化酶技术，实现了从廉价易得的青霉素G高效、绿色合成7-ADCA。通过设计包含DAOCS、GOX和Cat的三酶级联反应路径，成功再生关键辅因子α-酮戊二酸，显著降低了辅因子添加成本。团队采用“功能分菌”策略，构建了两种工程化大肠杆菌SCell-A与SCell-B，有效缓解了细胞表达和催化压力。在15 L规模反应器中，仅用10小时即可将50 g/L青霉素G转化为38.30 g/L G-7-ADCA，转化率高达95.32%。随后，通过固定化酰化酶一步水解，获得81.32 g/L 7-ADCA，时空产率达到40.7 g/L/h，为目前文献报道的最高水平。这项研究不仅突破了单细胞催化系统的表达限制，也为其他高值化合物的生物合成提供了可借鉴的双细胞催化策略。研究成果发表于《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》上。