代謝工学：人工的な非酸化的解糖は炭素の完全な保存を可能にする

解糖やその変形過程は生命の基本的な代謝経路であり、ほぼ全ての生物で細胞内外の糖を分解する機能を果たしている。この経路では、糖からピルビン酸への部分的酸化や分解が行われ、生成したピルビン酸は脱炭酸を受けてアセチル補酵素A（CoA）となり、さまざまな生合成に使われる。ピルビン酸は脱炭酸により当量の炭素を失うため、ヘキソース1モル当たりの理論炭素収量は2炭素（C2）代謝産物2モルにとどまっている。この天然の経路は、バイオリファイナリー工程や微生物炭素代謝での主要な炭素喪失源となっている。今回我々は、リン酸化されたヘキソース、ペントースおよびトリオースから炭素を失わずに化学量論的な量のC2代謝産物を得ることができる非酸化的回路を設計し、これを構築した。我々は、「非酸化的解糖（NOG）」と命名したこの経路を、in vitroおよび大腸菌（Escherichia coli）を使ってin vivoで検証した。NOGは、糖のアセチルCoAへの異化で炭素を完全に保存することができ、CO₂固定やその他の1炭素（C1）同化経路と併用することで100％の炭素収率を実現して、目的の燃料や化学物質を得ることを可能にする。

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