欣贝莱生物|通过糖基转移酶理性设计和人工途径构建在大肠杆菌中生物合成肉桂醇二糖天然产物

Question

如题所述

Answer 1

中国科学院天津工业生物技术研究所孙周通团队在Metabolic Engineering这一权威期刊上展示了他们的创新成果——生物合成肉桂醇二糖（Rosavin E）的全新途径。他们运用前沿的糖基转移酶工程与人工设计，成功在大肠杆菌中实现了Rosavin的生物转化，为天然产物的生物合成领域带来了革命性的突破。

研究团队首先通过对CaUGT3酶进行精准改造，让其能够识别并利用UDP-木糖，实现了Rosavin向Rosavin E的高效转化。令人瞩目的是，突变体T145V/N375Q的表现尤为出色，其在UDP-木糖条件下的转化率竟然高达8.4%，展示了酶的高效催化性能。这一过程通过同源建模和分子对接，精确地锁定关键位点进行突变，尤其是T145处的侧链，它与糖基供体之间的氢键稳定了反应的精确性。

通过细致的分子动力学模拟，研究人员揭示了UDP-木糖选择性结合的分子机制，这一步为后续的优化提供了关键线索。他们通过共表达AtUXS3和SmUXS两个关键酶，成功将Rosavin E的产量提升至惊人的782.0 mg/L，这一突破性的成果无疑扩大了微生物生物合成的潜力边界。

研究过程中的图1-4生动展示了这一转化路径的关键步骤和结构分析，每一步都充满科学的魅力。通过在大肠杆菌中构建出Rosavin的生物合成途径，BPHE-RETN菌株在摇瓶发酵中的Rosavin E浓度已达到92.9±3.6 mg/L，而在5L的生物反应器中，这一产量更是飙升至782.0±16.3 mg/L，证明了这种方法的高效和可持续性。

孙周通团队的这项工作不仅为植物天然产物在微生物世界中的转化提供了全新的策略，还为绿色、可持续的生物催化剂设计开启了新的可能。这标志着我们在利用微生物生产有价值的天然产物上迈出了坚实的一步，预示着生物技术的未来将在更多领域绽放出耀眼的光芒。