中國科學院合肥研究院在細胞工廠構建與維生素K2合成研究方面取得進展

來源：作者：人氣：-發表時間：2017-04-06 10:13:00【大中小】

維生素K2作為一種典型的高值化學品，結構復雜、功能獨特、代謝途徑冗長。通過構建細胞工廠實現維生素K2生物合成是規?；a的關鍵。中國科學院合肥物質科學研究院技術生物與農業工程研究所鄭之明研究團隊通過重組畢赤酵母，實現甲萘醌的聚異戊二烯側鏈化，并以此為基礎催化合成維生素K2。相關研究成果發表在國際期刊《工業微生物學與生物技術雜志》（Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology，10.1007/s10295-017-1931-2）上。

甲萘醌的聚異戊二烯側鏈化合成維生素K2

課題組通過功能基因組學數據挖掘，在篩選的幾十種放線菌來源的維生素K2合成關鍵基因基礎上，以雪色鏈霉菌（S.niveus）異戊烯基轉移酶基因novQ為目的基因，構建重組載體pPIC9-novQ，經過拼接組裝和優化，將目的基因成功轉化到底盤生物畢赤酵母，再經組氨酸營養缺陷、菌落PCR、dot-blot蛋白點雜交等定向和精確篩選，獲得NovQ高產細胞株。研究發現，NovQ在酸性和弱堿性環境中催化活性較高，Mg2+、聚氧乙烯油醚POE-20能有效促進NovQ發揮作用，而Cu2+、SDS強烈抑制酶的活性。在對表達的酶蛋白結構和功能研究基礎上，為了提升細胞生長能力和產物合成能力，建立了全細胞催化技術體系，維生素K2合成能力達到189mg/L。

　　該研究工作為進一步采用合成生物學理念，通過底盤到元件、器件或模塊的改造和優化，系統構建細胞工廠合成維生素K2系列物提供了有益的嘗試。以上研究工作得到國家“863”計劃“維生素K2工業發酵系統優化”、中科院STS“維生素K2的細胞工廠合成關鍵技術研發及示范”的項目支持。