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锐谈 | Metab. Eng：甲基化和羟基化中靶向辅因子的再生促进阿魏酸生产

锐谈 | Metab. Eng：甲基化和羟基化中靶向辅因子的再生促进阿魏酸生产

分类：新闻动态
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发布时间：2023-07-31 11:15
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锐谈 | Metab. Eng：甲基化和羟基化中靶向辅因子的再生促进阿魏酸生产

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阿魏酸（FA）是一种天然的甲基化酚酸，存在于谷膜、川芎和当归中。阿魏酸具有显著的抗氧化活性，可用于食品，糖尿病癌症的治疗，同时FA还是重要香料(香兰素)的前体。

北京化工大学的袁其朋团队在Metabolic Engineering上发表了名为“Targeting cofactors regeneration in methylation and hydroxylation for high level production of Ferulic acid FA”的文章。该研究解决了FA生产过程中甲基供体不足和羟基化效率低的问题，使得72 h补料分批发酵产量达到了5.09 g/L，为迄今为止报道最高产量。改造策略如图1所示。

（1）提高甲基供体（SAM）含量增加甲基化效率。为了提高甲基化底物SAM的含量，过表达了两种酶Mtn和LuxS，构建了SAM再生系统。

（2）增加流向CA合成的碳流。1）增加酪氨酸的合成，过表达yrAfbr, ppsA, tktA 和 aroGfbr 构建酪氨酸合成模块，促进酪氨酸生成；敲除pheA，减少酪氨酸前体的竞争，促进酪氨酸的生成；解除酪氨酸转录阻遏调控，增加酪氨酸供应；2）成功筛选了对酪氨酸低活性的HpaBC，减少中间产物L-多巴的产生，降低了酪氨酸的消耗。

（3）重构FA从头合成途径。为了平衡生长与生产，敲除了pykA和pykF，减少PEP向丙酮酸的转化。

（4）增强FADH2再生。将Fre连接至Hapb，为KpHpaB提供更多FADH2，提高KpHpaBC的羟基化效率。

在补料分批发酵过程中72 h时，以葡萄糖为碳源FA产量达到5.09 g/L，是迄今为止报道的24倍。该研究证明了辅因子再生和消除代谢分流在生物合成中的作用，并为FA及其衍生物的生产提供了一种方便有效的策略和独特的方法。

原文连接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1096717622001021?via%3Dihub

作者：小明

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