近日，中科院合肥研究院智能所離子束中心工業(yè)微生物團(tuán)隊(duì)在采用自下而上的合成生物學(xué)方法構(gòu)建七烯甲萘醌（MK-7）生產(chǎn)方面取得新進(jìn)展。科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過三輪Design-Build-Test-Learn循環(huán)，對(duì)MK-7合成相關(guān)路徑進(jìn)行重構(gòu)，促進(jìn)中心碳代謝流至合成模塊；采用平衡胞內(nèi)還原力代謝等策略，構(gòu)建了一株“高效、低碳、輔因子循環(huán)”的MK-7合成菌株。成果發(fā)表在合成生物學(xué)領(lǐng)域期刊Microbial Cell Factories上。

　　MK-7作為電子傳遞鏈中的電子載體，由于復(fù)雜且嚴(yán)格調(diào)節(jié)的合成途徑，本底產(chǎn)量較低。科研團(tuán)隊(duì)首先對(duì)MK-7合成途徑中限速酶DXS、Fni、DXR、MenF和AroA依次進(jìn)行表達(dá)。然后，使用啟動(dòng)子工程和融合標(biāo)簽對(duì)關(guān)鍵酶MenA的表達(dá)進(jìn)行優(yōu)化。最后，通過化學(xué)計(jì)量學(xué)計(jì)算以及輔因子再生途徑的尋優(yōu)設(shè)計(jì)，分別增強(qiáng)了內(nèi)源性輔因子再生途徑以及引入外源性輔因子再生途徑。研究發(fā)現(xiàn)表達(dá)異源 NADH 激酶菌株將NADH轉(zhuǎn)化為NADPH的效率更高，并且具有優(yōu)異的MK-7合成能力，產(chǎn)量達(dá)到出發(fā)菌株的4.52倍。人工構(gòu)建的輔因子再生系統(tǒng)使發(fā)酵液中的NADH依賴副產(chǎn)物乳酸減少了 9.15%，減少了能量損失，提高了碳轉(zhuǎn)化率提高。這一方法為大規(guī)模生產(chǎn)高價(jià)值萜類化合物奠定了基礎(chǔ)。

　　丁秀敏博士為論文第一作者，王鵬副研究員和鄭之明研究員為通訊作者。該研究工作獲得了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、安徽省科技重大專項(xiàng)、安徽省重點(diǎn)研發(fā)等項(xiàng)目的支持。

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1186/s12934-022-01823-3