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基于甘氨酸调控的5-氨基乙酰丙酸生物合成

文献类型： 中文期刊

作者： 王慧玲;侯星羽;赵锦芳;任杰

作者机构：

关键词： 5-氨基乙酰丙酸;5-氨基乙酰丙酸合酶改造;定点突变;甘氨酸代谢途径改造

期刊名称：食品与发酵工业

ISSN： 0253-990X

年卷期： 2025 年

页码：

收录情况： EI（2025版） ; ; 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid，5-ALA）是血红素和叶绿素等四氢吡咯化合物合成的前体，在医药和农业等领域有着广泛应用，构建带有高活性5-氨基乙酰丙酸合酶（5-aminolevulinic acid synthase，ALAS）的细胞工厂是生物合成5-ALA的重要方法，但目前针对ALAS的改造研究较少。该研究对来源于荚膜红杆菌（Rhodobacter capsulatus）的ALAS进行改造，通过定点突变ALAS活性位点周围的氨基酸残基，筛选得到酶活力提高2.5倍的突变体Rc/I361V，证明通过突变ALAS酶活性点的氨基酸来改变其结构特征和空间构象可以实现酶活力的提高，对ALAS的改造提供了新的设计思路。进一步围绕甘氨酸代谢途径对大肠杆菌Escherichia coli W3110(DE3)进行代谢改造，通过突变降低甘氨酸裂解酶系（glycine cleavage system）H蛋白的活力，敲除编码甘氨酸C-乙酰转移酶的基因(kbL)、编码丙酮酸脱氢酶基因(poxB)，降低了细胞宿主对甘氨酸的消耗，显著提高了大肠杆菌合成5-ALA的能力。将筛选到的突变体Rc/I361V转入改造后的宿主S165细胞中，经摇瓶发酵后5-ALA的产量达到2.01 g/L，为5-ALA合成中甘氨酸的有效利用提供了思路。

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