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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鋒帶領(lǐng)的新酶設(shè)計與酵母基因組工程研究組進(jìn)行合作,通過結(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源的高絲氨酸乙酰轉(zhuǎn)移酶(MetX),然后通過敲除競爭和消耗途徑基因(meta,metB和thrB)并過表達(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工程菌株進(jìn)行進(jìn)一步改造,包括:敲除賴氨酸競爭途徑基因lysA;利用啟動子工程調(diào)控ppc表達(dá)以增強(qiáng)草酰乙0酸的供給;人們發(fā)現(xiàn)用L-半胱氨酸生產(chǎn)美白化妝品非常理想,對其開發(fā)和使用正處在迅速地發(fā)展中。比較不同來源的天冬氨酸激酶,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明其下游途徑關(guān)鍵酶MetXlm的催化能力是不足的。為了解決這一問題,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。隨后該研究通過過表達(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,是目前報道的0高水平。
目前,L-半胱氨酸普遍采用電解還原技術(shù)生產(chǎn),該技術(shù)會對環(huán)境造成一定壓力.同時,國外部分生產(chǎn)商已研發(fā)出用生物法生產(chǎn)L-半胱氨酸.然而,截止目前,在中國生物法仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段.
可以從雞蛋和牛奶等乳制品獲得L-半胱氨酸。凝乳和干酪等產(chǎn)品也是良好的來源。純酸奶和乳清蛋白產(chǎn)品還提供一種自然形式半胱氨酸。洋蔥,大蒜,西蘭花是含半胱氨酸的其中一部分蔬菜,是提升體內(nèi)半胱氨酸水平的良好來源。