芳香酯具有风味和芳香品质,广泛应用于食品、制药和化妆品行业。然而,由于对天然生物合成途径的了解有限以及相对较低的滴度和产量,这些化合物的微生物生产受到阻碍。
2024年12月5日,北京化工大学
袁其朋
教授、
王佳
见习教授在国际顶级期刊
Nature Chemical
Engineering
发表题为《A bacterial platform for producing
aromatic esters from glycerol》的研究论文,
博士研究生
陆亮宇
为论文第一作者,
袁其朋教授、王佳见习教授
为论文共同通讯作者。
袁其朋
,北京化工大学教授,长江学者奖励计划特聘教授。1992年本科毕业于清华大学,1994年、1997年硕博毕业于天津大学。1997-1999年在北京化工大学从事博士后研究,随后留校任教。
袁其朋教授是北京化工大学天然药物科学与工程学科的学术带头人,其研究主要集中于天然活性成分分离、生物合成及合成生物学等科学领域。
以通讯作者身份在
Nat.Chem.Eng.、Chem.Soc.Rev.、Angew.Chem.Int.Ed.、Nat.Commun.、Metab.Eng.
等期刊发表SCI论文300余篇。获授权PCT专利3件及中国发明专利60余件。
王佳
,北京化工大学生命科学与技术学院见习教授。2012年、2018年本科、博士毕业于北京化工大学,2015-2018年在美国佐治亚大学作联合培养博士。2018年加入北京化工大学。
王佳见习教授的主要研究领域为合成生物学及代谢工程。
以第一作者或通讯作者在
Nat.Chem.Eng.、Nat.Commun.、Metab.Eng.
等期刊发表SCI论文30余篇。参编代谢工程英文专著1部。申请中国发明专利10项,授权2项。
作者构建了一种高效生产各种芳香酯的微生物平台。研究人员制定了系统工程策略,包括重塑底物通道以增强酶底物特异性,改变乙酰辅酶A代谢途径以改善辅因子供应,以及设计动态调节系统以重新分配从细胞生长到产物合成的碳通量。
这些方法的实施导致产生了10.4 g L
-1
苯甲酸苄酯,与初始菌株相比,滴度增加了4,700倍。
这项工作展示了高效生产芳香酯的细菌平台,并为克服微生物细胞工厂建设中的挑战提供了见解。
图1:设计和组装人工生物合成途径用于BBZ生产
图2:增强BA供应以实现BBZ的新生合成
图3:重塑Car的底物通道以防止副产物形成
图4:通过增强辅因子供应提高BBZ滴度
图5:通过动态控制
gltA*
表达增加BBZ滴度
图6:
扩展细菌平台用于多种芳香酯的生物合成