近日，beat365在线体育齊向輝教授團隊在國際TOP期刊《Biotechnology Advances》（2023, 62: 108075.）發表了題為“Biocatalytic gateway to convert glycerol into 3-hydroxypropionic acid in waste-based biorefineries: Fundamentals, limitations, and potential research strategies”的綜述論文，該文是齊向輝教授團隊在3-羟基丙酸和1,3-丙二醇生物合成方面多年研究成果（Bioresource Technol, 2023, 369: 128438、2022, 363: 127967、2022, 357: 127360、2021, 319: 124218、2019, 284: 18、2018, 247: 8388; J Clean Prod, 2023, 383: 135524、2019, 226: 432; ACS Synth Biol, 2022, 11: 1261; ACS Sustain Chem Eng, 2021, 9: 4625等）的進一步升華。

3-羟基丙酸（3-Hydroxypropionic acid），是一種C3化合物，是12種高附加值平台化合物之一（Top 3），廣泛應用于醫藥中間體以及食品添加劑等領域。據估計，2025年，全球3-羟基丙酸的市場需求量将達100億美元。數十年來，盡管研究人員緻力于轉化生物柴油産業廢棄物甘油合成3-羟基丙酸，但現有工藝仍達不到大規模商業化的要求。

Fig. 1. 3D structure and catalytic mechanism of B12-dGD, B12-iGD and its activating enzyme (GD-AE), and ALDH (abKGSADH)

本篇綜述首先介紹并分析了3-羟基丙酸生物合成途徑；其次，系統地闡述了合成生物學、代謝工程、蛋白質工程等工具在3-羟基丙酸微生物細胞工廠構建中的應用，并從宿主類型、生物安全、産率等多方面對已報道的3-羟基丙酸細胞工廠的特征進行了描述；随後，分析并讨論了3-羟基丙酸微生物細胞工廠構建過程中面臨的挑戰；最後，基于計算機技術的蛋白質設計與改造、轉運體工程、基因組尺度代謝網絡模型等新型高效的合成生物學工具，提出了應對這些挑戰可能的解決方案。