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武漢遠(yuǎn)大弘元股份有限公司以氨基酸及其衍生物的研發(fā)、生產(chǎn)為基礎(chǔ),以武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院和湖北省氨基酸工程技術(shù)研究中心的成果為依托,為客戶(hù)提供的產(chǎn)品。
天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員劉君帶領(lǐng)的微生物生理和代謝工程研究組和研究員江會(huì)鋒帶領(lǐng)的新酶設(shè)計(jì)與酵母基因組工程研究組進(jìn)行合作,通過(guò)結(jié)合代謝工程和蛋白質(zhì)工程的方法,系統(tǒng)地改造大腸桿0菌,實(shí)現(xiàn)了OAH的合成。在研究中,首先比較了兩種不同來(lái)源的高絲氨酸乙酰轉(zhuǎn)移酶(MetX),然后通過(guò)敲除競(jìng)爭(zhēng)和消耗途徑基因(meta,metB和thrB)并過(guò)表達(dá)合成途徑基因(thrA,metxlm),實(shí)現(xiàn)了OAH的積累,其產(chǎn)量達(dá)到1.68 g/L。為了進(jìn)一步提高OAH的生產(chǎn),該研究采用多種代謝工程策略對(duì)工程菌株進(jìn)行進(jìn)一步改造,包括:敲除賴(lài)氨酸競(jìng)爭(zhēng)途徑基因lysA;利用啟動(dòng)子工程調(diào)控ppc表達(dá)以增強(qiáng)草酰乙0酸的供給;比較不同來(lái)源的天冬氨酸激酶,促進(jìn)前體天冬氨酸的合成等,使OAH的產(chǎn)量提高至4.69 g/L。然而,中間代謝產(chǎn)物高絲氨酸的大量積累說(shuō)明其下游途徑關(guān)鍵酶MetXlm的催化能力是不足的。比較多個(gè)異源的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,增強(qiáng)L-半胱氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)能力以及提高前體絲氨酸的供給等策略。為了解決這一問(wèn)題,該研究分別采用基于進(jìn)化保守性和基于結(jié)構(gòu)信息的蛋白質(zhì)工程策略對(duì)MetXlm進(jìn)行改造,獲得的突變體酶活比型提高了12.15倍并受到更少的反饋抑制。通過(guò)優(yōu)化表達(dá)MetXlm突變體,使工程菌株OAH產(chǎn)量達(dá)到7.37 g/L。隨后該研究通過(guò)過(guò)表達(dá)胞內(nèi)乙酰CoA合成途徑,調(diào)控胞內(nèi)NADPH的合成,進(jìn)一步提高OAH的合成能力。終獲得的工程菌株OAH-7在7.5 L發(fā)酵罐中經(jīng)60 h發(fā)酵能夠生產(chǎn)62.7 g/L的OAH,是目前報(bào)道的0高水平。
基因工程技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微生物的改良,它不僅擴(kuò)大了改良的方向和范圍,而且使微生物的改造由未知的突變和誘變發(fā)展為有目的定點(diǎn)突變,它主要通過(guò)以下幾個(gè)途徑增強(qiáng)生產(chǎn)菌株的生產(chǎn)能力:
HCY的升高是與有重要關(guān)聯(lián)的危險(xiǎn)因子。美國(guó)最新的數(shù)據(jù)顯示中年后期男性發(fā)病率,處于55-64這個(gè)年齡段的男性相對(duì)于45-54年齡段的男性而言,前者患的幾率是后者的三倍。