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饶志明教授团队在Biotechnology Advances发表微生物生产L-甲硫氨酸及其前体物的研究进展

来源:   图文:蔡萌萌 审核:聂尧发布时间 :2023-11-30  点击量:

近期,饶志明教授团队针对微生物生产L-甲硫氨酸及其前体物的研究进展进行了系统综述,以“Microbial production of L-methionine and its precursors using systems metabolic engineering”为题正式发表于Biotechnology AdvancesDOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2023.108260)。

L-甲硫氨酸是一种必需氨基酸,广泛应用于食品、饲料、化妆品和医药等行业。近年来,随着代谢工程和合成生物学的快速发展,大多数氨基酸的工业化生产都可以通过微生物发酵法实现,然而,L-甲硫氨酸因其复杂的生物合成途径和严格的调控机制,目前实现它的微生物高效生产还面临着巨大的挑战。此外,利用微生物法生产L-甲硫氨酸的前体物质L-高丝氨酸、O-琥珀酰-L-高丝氨酸和O-乙酰-L-高丝氨酸的研究也受到广泛关注,因为它们可以通过体外高效的酶促反应生成L-甲硫氨酸,这也是一种非常具有前景的L-甲硫氨酸生产方法。

该综述首先介绍了L-甲硫氨酸的生理学功能、市场应用及生产方法;其次,以大肠杆菌和谷氨酸棒状杆菌为例,详细介绍了L-甲硫氨酸的生物合成途径和代谢调控机制,重点分析和讨论了当前L-甲硫氨酸微生物细胞工厂构建过程中所面临的困难与挑战,并从系统代谢工程的角度提出了可能的解决方案与策略;再次,介绍了L-高丝氨酸、O-琥珀酰-L-高丝氨酸和O-乙酰-L-高丝氨酸的应用及其微生物生产的最新研究进展;最后,对L-甲硫氨酸微生物细胞工厂的发展进行了总结和展望,旨在为今后构建高效的L-甲硫氨酸微生物细胞工厂提供指导。

1 化学法和两步法生产L-甲硫氨酸示意图

2大肠杆菌和谷氨酸棒状杆菌中L-甲硫氨酸生物合成途径和调控机制

3 微生物生产L-甲硫氨酸存在的挑战和可能的解决策略

饶志明教授为论文的通讯作者,我校2019级博士生蔡萌萌为第一作者。上述研究工作得到了国家重点研发计划(2021YFC2100900)、国家自然科学基金(32100055)等项目的资助。

近年来,饶志明教授团队以合成生物学科学理论为指导,在系统开展高效合成高值化合物细胞工厂构建及产业化方面取得丰硕成果,相关研究成果已发表在Nature CommunicationsScience AdvancesAdvanced MaterialsNucleic Acids ResearchACS CatalysisGreen ChemistryMetabolic EngineeringBioresource Technology等本领域权威期刊。

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