kaiyun,青岛能源所通过点线结合方式提高萜类化合物合成甲羟戊酸途径效率

原题目：青岛能源所经由过程点线连系体例提高萜类化合物合成甲羟戊酸路子效力

　　萜烯化合物包罗年夜宗化学品异戊二烯和高能量密度燃料蒎烯等，在材料、能源和医药等范畴具有极高的利用价值。以可再生糖为原料，操纵绿色可延续的微生物代谢项目合成萜类物资是当前生物化工范畴的研究重点。此中微生物可操纵的外源甲羟戊酸（MVA）路子具有高效性和较好可调控性，是当前研究的热门。MVA路子畴前体乙酰辅酶A到二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）的合成线路触及7步反映和7个酶，若何冲破限制该路子效力的点并均衡调和这7个酶的合成线路，进而晋升代谢效力、均衡代谢流，同时避免中心产品对宿主细胞的毒性，是该路子的冲破点和困难。

　　中国科学院青岛生物能源与进程研究所生物基材料组群研究员张海波率领的邃密化学品研究组持久努力在萜烯化合物的生物合成，重点针对MVA路子的酶甲羟戊酸激酶（MK）、异戊烯焦磷酸kaiyunAPP异构酶（IDI）和萜烯合成酶等几个限制性点，同时兼顾代谢流和中心产品毒性，均衡整条合成线路，在点线连系晋升萜类化合物合成的MVA路子的效力上获得新冲破。起首，针对MVA路子中的MK和IDI，经由过程分歧物种来历挑选、随机突变和半理性设想进行定向进化和优化，取得酶活性提高的MK（RSC Advances，2018）和IDI(Microbial Cell Factories，2018)，从而削弱代谢流在MK和IDI位点的阻滞，终究提高萜烯化合物的产量其次，兼顾MVA路子触及到的多步反映，对酶表达量的调控触及的多个程度。该研究拔取翻译程度上的调控方式，避免了RNA的不不变和翻译后程度调控的菌体代谢承担问题，经由过程调剂分歧酶的核糖体连系位点（RBS）序列的手段，调控分歧酶的表达，均衡整条代谢线路。对非限制酶羟甲基戊二酰辅酶A还原酶基因（MvaE）和甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶基因（ERG19），调理其RBS序列，使其翻译肇端效力（T.I.R.）下降，下降其卵白表达量。对限制性酶MK和IDI，调理其RBS序列，使其T.I.R.提高，提高其卵白表达量。经由过程对甲羟戊酸路子中的分歧的酶的卵白表达量的调控，实现了代谢流的均衡，终究提高了萜烯化合物的产量

　　上述研究取得了中科院青年立异增进会、国度天然科学基金、“泰山学者”攀缘打算等的帮助。

　　[1] Chen H, Li M, Liu C, Zhang H, Xian M, Liu H: Enhancement of the catalytic activity of Isopentenyl diphosphate isomerase (IDI) from Saccharomyces cerevisiae through random and site-directed mutagenesis. Microbial Cell Factories 2018, 17(1). Doi: 10.1039/c8ra01783b

　　[2] Chen H, Liu C, Li M, Zhang H, Xian M, Liu H: Directed evolution of mevalonate kinase in Escherichia coli by random mutagenesis for improved lycopene. RSC Advances 2018, 8(27):15021-15028. Doi: 10.1186/s12934-018-0913-z

　　[3] Li M, Nian R, Xian M, Zhang H: Metabolic engineering for the production of isoprene and isopentenol by Escherichia coli. Applied Microbiology and Biotechnology 2018, Doi:10.1007/s00253-018-9200-5.

　　[4] Li M, Liu C, Chen H, Deng L, Zhang H, Nian R, Xian M: Biochemical characterization of isoprene synthase from Ipomoea batatas. Journal of Bioscience and Bioengineering 2018, Accepted.