天津科大代谢工程改造大肠杆菌高效合成L-异亮氨酸

主要观点总结

本文介绍了天津科技大学工业发酵微生物教育部重点实验室的张成林教授和夏梦雷副教授团队通过代谢工程手段，成功在大肠杆菌中实现了与生长耦合的L-异亮氨酸生产的研究。该研究通过阻断L-异亮氨酸合成途径中的关键酶，建立旁路耦合细胞生长与L-异亮氨酸合成，通过适应性实验室进化筛选得到活性改进型半胱氨酸γ-合酶突变体，改善氧化还原通量，改造转运系统促进L-异亮氨酸外排等措施，最终实现了L-异亮氨酸的高效生产。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

随着市场需求的增长，传统的L-异亮氨酸生产方法难以满足需求，开发高效生产方法成为科学研究热点。

关键观点2: 研究目标

通过代谢工程手段在大肠杆菌中实现与生长耦合的L-异亮氨酸生产，提高L-异亮氨酸的产量和产率。

关键观点3: 研究过程

通过阻断L-异亮氨酸合成途径中的关键酶，增强L-异亮氨酸的积累；建立旁路耦合细胞生长与L-异亮氨酸合成；通过适应性实验室进化筛选得到活性改进型半胱氨酸γ-合酶突变体；改善氧化还原通量；改造转运系统促进L-异亮氨酸外排。

关键观点4: 研究结果

通过一系列实验，成功将L-异亮氨酸的产量提高至51.5克/升，产率达到0.29克/克葡萄糖。常见的副产物未检出，为工业化生产提供了重要参考数据。

关键观点5: 研究意义

该研究不仅实现了大肠杆菌中高效生产L-异亮氨酸，而且为微生物细胞工厂的构建提供了新的思路和策略。这对于降低生产成本、提高工业竞争力具有重要意义，并且为其他微生物代谢产物的高效生产提供了可借鉴的模式。

文章预览

     在全球化的医药和食品工业中，L-异亮氨酸作为一种必需的支链氨基酸，扮演着至关重要的角色。它在调节血糖稳态、肌肉蛋白合成、肝脏代谢和免疫反应等方面发挥着独特作用。随着市场需求的不断增长，传统的L-异亮氨酸生产方法已难以满足日益扩大的需求，因此，开发高效的L-异亮氨酸生产方法成为了科学研究的热点。 图1.  通过代谢工程在大肠杆菌中耦合生长生产 L-异亮氨酸     2024年10月14日，来自 天津科技大学 工业发酵微生物教育部重点实验室的 张成林教授 和 夏梦雷副教授 在 《Metabolic Engineering》 杂志发表了题为 “Growth-coupled production of L-isoleucine in Escherichia coli via metabolic engineering” 的研究论文，该团队通过代谢工程手段，成功在大肠杆菌中实现了与生长耦合的L-异亮氨酸生产。研究团队首先通过阻断L-异亮氨酸合成途径中关键 ………………………………