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文献57:ME|北化工袁其朋团队成功构建对羟基苯乙酮和云杉苷的大肠杆菌细胞工厂

日期：2023-08-28 08:53:20 来源：网络整理作者：本站编辑浏览：30 评论：0

研究背景：对羟基苯乙酮(p-HAP)又称piceol，是一种天然存在于云杉、人参和蒿属植物中的化合物(Hoque, 1984)。它是治疗肝炎和胆汁淤积症最广泛使用的药物之一。它是多种知名药物的重要组成部分，如口服麻醉剂Dyclonine 、血管扩张剂Bamethan 、抗心律失常药物Sotalol 和拟交感神经药物Octopamine 。此外，p-HAP因其优异的抗氧化和抗菌性能也被广泛应用于化妆品中。到2020年，p-HAP的全球市场规模估计为3100万美元，预计到2027年将增至4600万美元。p-HAP的糖基化形式——花青素是另一种有价值的天然产物，可作为天然抗氧化剂。还发现它通过阻断氧化应激作用表现出神经保护活性。现阶段两大产物均来源于天然产物和化学合成。然而，由于p-HAP和云杉苷的含量相对较低，从天然来源大规模生产p-HAP和云杉苷往往具有挑战性。以云杉针叶为例，青松素含量为4 ~ 30 mg/g鲜重(FW)， p-HAP含量为0.2 ~ 0.6 mg/g FW。

研究问题：然而，迄今为止，p-HAP和蛋白酶的天然生物合成途径尚未解决，限制了它们在微生物中的生物合成。

研究结果：在本研究中，作者设计并构建了一种在大肠杆菌中以葡萄糖为原料重新生产p-HAP和蛋白酶的生物合成途径。

1）首先，筛选和表征途径酶使作者能够成功建立p-HAP生产的功能性生物合成途径。

2）然后，可逆醇脱氢酶引起的通路中的限速步骤通过调节细胞内氧化还原辅因子完全消除。随后，通过系统地增加前体供应，对宿主菌株进行工程改造，在补料条件下，p-HAP的滴度提高到1445.3 mg/L。

3）最后，从一系列糖基转移酶中鉴定出一种新的p-HAP糖基转移酶，并对其进行了表征。在此基础上，在分批补料条件下，以210.7 mg/L的滴度实现了葡萄糖从头生物合成松素。

展望：这项工作不仅展示了p-HAP和蛋白酶合成的微生物平台，而且代表了一种生产增值化合物的通用途径设计策略。

团队简介：

https://life.buct.edu.cn/2019/1031/c708a5662/page.htm

主要研究领域：

袁其朋教授是北京化工大学天然药物科学与工程学科的学术带头人，其研究主要集中于天然活性成分分离、生物合成及合成生物学等科学领域。围绕当前人民对健康的需求，聚焦于天然活性成分规模制备中的关键科学与技术问题，开展生物合成及分离领域的创新研究。有扎实的理论基础和丰富的实践经验，并且组建了一支综合素质良好的科研团队。在应用基础、技术创新及成果转化等方面成果突出，提升了国内植提行业的水平，发展了合成生物学领域构建高效细胞工厂的新方法，具有较高的国际影响力，形成了创新型基础研究与成果转化并重的特色。

1.天然活性成分分离
2.生物合成及合成生物学等

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