近日，江南大学刘立明教授团队发表重磅研究，通过创新性的生物制造策略，创造了生物合成1,5-戊二胺（PDA）的世界最高产纪录，为替代石油基尼龙、实现绿色低碳生产提供关键性技术支撑。

1,5-戊二胺（PDA）有个令人闻之色变的俗称——“尸胺”，因最早在腐败尸体中分离出而得名。这种让人避之不及的腐臭毒性物质却是合成高性能尼龙的关键“金钥匙”，广泛应用于纺织、航空等领域。

目前，全球PDA生产主要有两种路径：传统化学合成法依赖石油资源，工艺成熟但能耗高、污染重；生物合成法绿色低碳，但面临核心痛点——随着生产出来的PDA不断积累，浓度过高就会毒死负责生成PDA的微生物菌株，这一“毒性困局”导致生产效率低下。

“我们采用‘双管齐下’策略，成功构建了一座高效的‘细胞工厂’。”团队相关负责人介绍，该研究创新性地提出了一套解决方案。

 戊二胺合成高效细胞工厂构建流程图

一方面通过“定向进化”的方式，让生产菌株面对外部积累的PDA变得更加“皮实”、耐受性更强；另一方面，对菌株内部的“排毒系统”进行升级改造，让它们能够更高效地把细胞内积累的PDA排出去。这套组合策略有效破解了长期以来困扰行业的“毒性困局”，让菌株能够“安心生产”。

在这一策略基础上，团队进一步优化发酵工艺，最终带来了PDA产量的历史性突破：团队构建的菌株“细胞工厂”在发酵罐中实现了130克/升的惊人产量。

据介绍，该技术路线属于目前行业内最前沿、技术壁垒最高的直接发酵法，跳过传统“两步法”中的提纯环节，一步到位生成目标产物，流程更短、能耗更低。而最终的产量指标，更是刷新了目前全球生物合成PDA的最高纪录。相关研究成果发表于今年2月的国际权威期刊Bioresource Technology。