“细胞工厂”制备N—乙酰氨基葡萄糖研究进展
祁康 陈建华摘要乙酰氨基葡萄糖((lglGl)作种功能性糖能够发挥许多重要生理功能医药、食品工业以及化妆品等行业具有广泛应用。
随着人们环境保护识日益增强以及合成生物学蓬勃发展针对Gl制备方法不断推陈出新对进行总述。
关键词乙酰氨基葡萄糖;合成生物学;制备Gl是氨基葡萄糖(glGl)衍生物分子式856系统命名(乙酰基氨基)脱氧葡萄糖。
目前Gl制备方法比较成熟且规模应用到工业上主要是化学法。
由Gl是多种甲壳类动物(螃蟹和虾主)表皮甲壳素基成分常利用强酸(包括盐酸和硫酸)水贝壳获得不形式Gl。
但受限原材以及量强酸使用对环境损害该方法显然不可持续。
随着代谢工程以及合成生物学技术蓬勃发展人们可以通合理规划设计利用“细胞工厂”制备所化合物。
献已量报道利用不微生物作“细胞工厂”制备Gl具体指以廉价葡萄糖作碳通微生物发酵制备所得。
因其高效、环保和可持续表现出良应用前景。
()肠杆菌制备Gl生物法制备Gl研究首先肠杆菌进行肠杆菌作种模式菌株其遗传背景是清晰。
g等人[]首先通表达肠杆菌身氨基葡萄糖合酶基因(gl)和酿酒酵母乙酰氨基葡萄糖合酶基因(g)增强Gl合成途径。
接着利用易错R筛选出不受产物Gl6抑制Gl突变体。
又进步敲除责胞Gl降途径关键基因(ggB)以及将GlGl从胞外重新运至胞g和XZ基因。
L发酵罐产量达到了0gL。
随研究发现对糖酵途径关键酶丙酮酸激酶编码基因 k和k 分别敲除都能够有利产量提高k 效更明显。
但敲除k和k 产量下降明显。
可能是因丙酮酸激酶作糖酵途径关键调控完全阻断会影响菌体生长从而终影响产量[]。
刘龙等[3]首先共表达了酿酒酵母g基因和枯草芽孢杆菌身gl基因增强Gl合成途径。
随样敲除g基因(编码Gl特异性磷酸移酶系统)、g基因(编码Gl6脱乙酰酶)和ggB基因(编码Gl6脱氨酶)。
进步采用模块代谢分析法将相关代谢通路分成三模块即Gl合成途径、糖酵途径和肽聚糖合成途径。
利用干扰技术弱化糖酵途径和肽聚糖合成途径关键基因表达使得更多碳流向Gl合成途径。
[]外利用启动子工程对glk基因(编码葡萄糖激酶)和g基因(编码磷酸葡萄糖异构酶)进行系列组合优化[5];对相关副产物(包括乳酸、乙酸以及乙偶姻[6])代谢途径阻断这些做法都能促进Gl产量提高。
(3)其他微生物制备Gl除了上述常用“细胞工厂”还研究了利用工业上规模发酵生产氨基酸谷氨酸棒杆菌制备Gl。
谷氨酸棒杆菌食品安全指标上更有优势代谢路径也比较简单。
刘龙等[7]谷氨酸棒杆菌9表达身gl基因和秀丽隐杆线虫G基因;敲除编码Gl6脱乙酰酶g基因和编码Gl6脱氨酶g基因以阻断Gl胞代谢;敲除编码乳酸脱氢酶l基因以阻断副产物乳酸合成途径。
终Gl产量达到了69gL。
展望乙酰氨基葡萄糖作种具有重要生理作用单糖其医药和化妆品行业被广泛应用。
受到当前人口老龄化日益严重以及对化妆品不断增加影响人类对Gl也将不断增加。
化学法制备Gl虽能规模生产但其对环境危害严重与现今可持续发展理念背道而驰。
显然利用“细胞工厂”制备Gl具有更加高效、更加环保和更加可持续等优。
各种“细胞工厂”已被认定安全菌株枯草芽孢杆菌可能更具应用前景。
接下研究应将重放如何提高产量以期达到规模量产水平。
[参考献][]g vr K Gr l bl grg r l r rl r gl lgl [] b g 005 7(3) 0[]陈欣 代谢工程改造肠杆菌发酵生产氨基葡萄糖及程优化与控制 []; 江南学 0[3]L L L l grg Bll bl r rbl r lgl [] bl grg 03 9(075)[]L L L l grg Bll bl r rbl r lgl [] b g 03 9(075)[5]Lg L L l brl rr grg glk glr r rv lgl r Bll bl [] Brr lg 07 5[6] L l bl grg rb vrl bl Bll bl r rv lgl r [] Brr lg 07 50[7]g Lv X L l bl grg rbr gl 9 b lg qg r lgl [] Blg 09 (3) 09(作者單位国药科学生命科学与技术学院江苏 南京 0009) 相关热词 乙酰氨基研究进展 。