己酸（含有六個碳的中鏈脂肪酸）是一種新興的平臺化合物，可作為香料用于食品、釀酒行業(yè)；也可用于合成生物燃料。例如，己酸可通過簡單的催化作用合成燃料己醇，其燃燒熱值（39.1 MJ/Kg），高于丁醇（33.1 MJ/Kg），接近柴油（42.5 MJ/Kg）。
從上世紀40年代以來，國內外一直認為己酸的生物合成來源于底物乙醇。2015年，中國科學院成都生物研究所李大平課題組副研究員陶勇、朱曉宇首次提出己酸的生物合成可以來源于底物乳酸，并且將己酸的合成效價提高了85.3%。該研究目前已經得到國內外的認可。
為了進一步揭示這一新穎的代謝過程，研究團組從一個產己酸反應器底泥中分離到了一株利用乳酸高效合成己酸的純菌株CPB6（GenBank No.KM454167）。在分類學上，該菌屬于瘤胃菌科（Ruminococcaceae）梭菌第四簇（Clostridium IV）的一個新種；從酶水平上，提出了乳酸合成己酸的代謝途徑，即乳酸氧化合成乙酰輔酶A，并釋放出能量NADH，微生物通過碳鏈延長過程，在丁酰輔酶轉移酶等一系列酶的催化下，將乙酰輔酶A與乙酸進行縮合，合成丁酸，再經己酰輔酶A轉移酶等的催化作用，將乙酰輔酶A與丁酸縮合而合成己酸；最后，將該菌株被應用于含乳酸廢水的的資源化處理，批式試驗表明，己酸的最大產率可達到5.29 g/L/d，比之前的報道提高了78.1%。該研究在廢棄物資源化合成己酸的研究領域具有極其重要的學術意義和實用價值。
該研究成果近期發(fā)表在國際生物能源TOP期刊Biotechnology for Biofuels上。該研究獲得了國家自然科學基金、中科院青促會人才項目和中科院環(huán)境與應用微生物重點實驗室開放課題的資助。
圖1. 菌株CPB6以乳酸為底物合成己酸的代謝過程