近日， Bioresource Technology在线发表了发酵工业分离提取技术研发中心在2,5-呋喃二甲酸（FDCA）高效生物制造方向取得的最新研究成果：“Multi-dimensional metabolic engineering and enzyme engineering in Escherichia coli for highly efficient biosynthesis of 2,5-furandicarboxylic acid”。本研究以大肠杆菌为底盘细胞，结合多重代谢工程与蛋白质工程等策略，利用微生物发酵法实现了FDCA高效生物合成，为FDCA的绿色工业化生产提供了有益探索。

FDCA是合成生物基聚酯聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）的核心单体，应用前景广阔，但FDCA的微生物合成一直受底物5-羟甲基糠醛（HMF）细胞毒性、关键酶效率低及中间体HMFCA胞外溢流等限制。本研究通过功能酶筛选、组合与表达优化，在大肠杆菌中构建了FDCA的生物合成途径。基于VenusFactory AI平台对关键限速酶EcALDH进行理性改造，获得了催化效率显著提升的H263A突变体，通过强化胞内NAD⁺与FAD辅因子再生能力，并敲除潜在转运蛋白AroP以抑制HMFCA外排，使FDCA摇瓶发酵滴度提升至77.73 mM，在5 L规模发酵中FDCA滴度高达26.65 g/L，摩尔产率为94.8%，为其工业化生物合成奠定了良好基础。

赵黎明教授和邓琛讲师为论文共同通讯作者，博士研究生崔亚楠为论文第一作者。本成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、教育部基础学科和交叉学科突破计划、上海市2024年度“科技创新行动计划”合成生物学领域项目、华理-京博应用技术联合研究院探索课题的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2026.134989