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科学岛团队采用自下而上的合成生物学方法构建MK-7合成菌株文章来源:中国科学院合肥物质科学研究院 发布时间:2022-08-11

近日,中科院合肥研究院智能所离子束中心工业微生物团队在采用自下而上的合成生物学方法构建七烯甲萘醌(MK-7)生产方面取得新进展。科研团队经过三轮Design-Build-Test-Learn循环,对MK-7合成相关路径进行重构,促进中心碳代谢流至合成模块;采用平衡胞内还原力代谢等策略,构建了一株“高效、低碳、辅因子循环”的MK-7合成菌株。成果发表在合成生物学领域期刊Microbial Cell Factories上。

  MK-7作为电子传递链中的电子载体,由于复杂且严格调节的合成途径,本底产量较低。科研团队首先对MK-7合成途径中限速酶DXS、Fni、DXR、MenF和AroA依次进行表达。然后,使用启动子工程和融合标签对关键酶MenA的表达进行优化。最后,通过化学计量学计算以及辅因子再生途径的寻优设计,分别增强了内源性辅因子再生途径以及引入外源性辅因子再生途径。研究发现表达异源 NADH 激酶菌株将NADH转化为NADPH的效率更高,并且具有优异的MK-7合成能力,产量达到出发菌株的4.52倍。人工构建的辅因子再生系统使发酵液中的NADH依赖副产物乳酸减少了 9.15%,减少了能量损失,提高了碳转化率提高。这一方法为大规模生产高价值萜类化合物奠定了基础。

  丁秀敏博士为论文第一作者,王鹏副研究员和郑之明研究员为通讯作者。该研究工作获得了国家重点研发计划、安徽省科技重大专项、安徽省重点研发等项目的支持。

  文章链接:https://doi.org/10.1186/s12934-022-01823-3