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食品与发酵工业2025年第20期:代谢工程改造大肠杆菌从头合成木香烃内酯

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨博楠;刘春立;郝云鹏;许广博;刘秀霞;杨艳坤;白仲虎;

单位:江南大学生物工程学院,工业生物技术教育部重点实验室;江南大学,粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心;江南大学,江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心;

摘要:木香烃内酯作为最简单的倍半萜内酯,表现出强大的抗炎和抗肿瘤特性,近年来已被探索作为各种肿瘤的潜在抗癌剂。然而,化学合成和植物提取等获取方法均无法满足可持续的发展需求;因此,利用微生物细胞工厂合成木香烃内酯已成为可行的替代方案。该研究使用大肠杆菌作为宿主生物,以葡萄糖为碳源,过表达吉马烯A合成酶、吉马烯A氧化酶、木香烃内酯合成酶、细胞色素P450还原酶并引入外源甲羟戊酸途径,成功在大肠杆菌BL21(DE3)中构建了木香烃内酯生物合成途径。通过一系列策略,包括筛选表达系统和木香烃内酯合成酶、补充血红素前体、引入代谢工程菌株以及发酵条件优化,最终在摇瓶中产生了6.19 mg/L的木香烃内酯,与起始菌株相比增加了81倍。结果证明了使用微生物细菌细胞工厂合成木香烃内酯的可行性,并为其他倍半萜内酯的合成提供了一种参考策略。

关键词:大肠杆菌;;木香烃内酯;;代谢工程;;细胞色素P450;;萜类化合物

基金资助:国家自然科学青年基金项目(32200092)