新工程细菌可以产生胭脂红酸

一组研究人员韩国科学技术高级研究院亚博老虎机网登录韩国科学技术院(KAIST)已经设计出一种能产生胭脂红酸的细菌，胭脂红酸是一种广泛用于化妆品和食品的天然红色着色剂。

研究人员已经展示了从葡萄糖中合成胭脂酸的整个过程大肠杆菌细菌。

这种方法将证明是方便的设计和构建生物合成途径，涉及不熟悉的酶，从而生产各种工业上重要的天然产品，为化妆品，食品和制药部门。

胭脂红酸是一种天然的红色着色剂，广泛应用于口红、草莓牛奶等多种产品中。但到目前为止，胭脂酸是通过养殖胭脂虫(一种只生长在加那利群岛和秘鲁附近地区的大型昆虫)制造出来的。胭脂虫需要经过复杂的多步骤净化程序。

大多数情况下，胭脂红酸还含有蛋白质污染物，会导致过敏，而且大多数消费者不喜欢吃以昆虫色素为基础的产品。

记住这一点，世界各地的制造商都在使用替代的红色着色剂，而不管胭脂酸是最稳定的天然红色着色剂之一的事实。

这样的挑战促使韩国科学技术院(KAIST)代谢工程研究组着手解决这一问题。该研究组的成员包括博士后研究员杨东洙、禹大张和化学与生物分子工程系特聘教授李相烨。

这项名为“通过代谢工程大肠杆菌生产胭脂酸”的新研究发表在《美国科学院院刊》网络版上美国化学学会杂志（江淮)四月二日^nd, 2021年。

该研究首次报道了通过代谢工程和计算机模拟辅助酶工程从葡萄糖中产生胭脂酸的菌株的发展。

该团队改进了II型聚酮合酶机制，成功地制造出胭脂酸前体，即黄烷酸。

由于其余两种反应的酶既没有功能也没有被发现，研究人员进行了生化反应分析，以检测能将黄烷酸转化为胭脂红酸的酶。

研究人员随后进行了同源建模和对接模拟，以提高两种检测酶的活性。他们能够证明，最终的工程菌株可以直接从葡萄糖中产生胭脂酸。

研究发现，在本分析中设计的c -葡萄糖基转移酶与其他天然产物具有典型的相关性，这可以通过芦荟叶中存在的一种辅助产品——芦荟苷的有效生产得到证明。

本研究的重点是通过生化反应分析和计算机模拟辅助酶工程技术，对用于生产目标天然产物的未知酶进行鉴定和改进。

韩国科学技术院博士后研究员杨东洙

杨解释说，开发一个共同相关的c -葡萄糖基转移酶也很方便，因为c -葡萄糖基化在细菌中是一个相对未被探索的反应，例如大肠杆菌．研究人员在这项研究工作中使用了c -葡萄糖基转移酶，从葡萄糖中有效地生产芦荟素和胭脂酸。

本研究首次实现了一种可持续、无虫的胭脂酸生产方法。未知或低效的酶一直是天然产物生物合成中的主要问题，本文提出了一种有效的解决方法．

李相烨，KAIST杰出教授

李教授接着说:“在老龄化社会中保持良好的健康变得越来越重要，我们期望这里开发的技术和策略将在生产其他有价值的医疗或营养重要的天然产品中发挥关键作用．”

该研究由韩国科学与信息技术部生物精炼厂系统代谢工程解决气候变化技术发展计划(MSIT)、韩国国家研究基金会(NRF)和韩国科学技术院(KAIST)跨代合作实验室项目资助。亚博老虎机网登录

李相烨和杨东洙也得到了丹麦诺和诺德基金会的资助。

期刊引用:

杨、D。等．(2021)代谢工程生产胭脂红酸大肠杆菌．美国化学学会杂志。doi.org.10.1021 / jacs.0c12406．

来源:https://www.kaist.ac.kr/en/