我所發表檸檬烯微生物合成綜述文章

  近日,我所合成生物學與生物催化創新特區研究組(18T6組)周雍進研究員與西北農林科技大學楊曉兵副教授合作,發表了題為“Microbial production of limonene and its derivatives: Achievements and perspectives”的綜述論文,討論了近年來通過合成生物學和代謝工程策略構建微生物細胞工廠,生產高價值萜類化合物檸檬烯及其衍生物的研究進展。

  檸檬烯及其衍生物是天然單萜類化合物,具有重要的工業和醫學應用價值。目前,檸檬烯的工業生產主要依靠植物提取法和化學合成法,存在著原料來源有限、供應鏈不夠穩定、生產過程效率低、能耗高等諸多弊端。合成生物學和代謝工程的快速發展為構建微生物細胞工廠、實現檸檬烯及其衍生物的可持續高效生產提供了新思路。

  該綜述介紹了微生物檸檬烯規?;a面臨的挑戰,包括高效代謝路徑關鍵酶發掘與表征、宿主細胞代謝嚴謹調控、檸檬烯及其衍生物生物毒性等。針對這些挑戰,文章總結了檸檬烯微生物合成的調控靶點及相應調控策略,即合成代謝路徑的強化與平衡、關鍵限速步驟的解除及輔因子的供給,并討論了大腸桿菌、釀酒酵母和藍細菌三種常用微生物萜類生產平臺的優勢與特點。文章還介紹了檸檬烯衍生物的生物催化合成及從頭合成的研究進展與挑戰。由于檸檬烯的毒性,限制了微生物細胞合成的效率和產能,文章提出,生物過程設計及宿主細胞改造與進化兩方面將有望克服檸檬烯劇烈生物毒性,進一步提高微生物細胞的魯棒性。

  該綜述發表于Biotechnology Advances上。相關工作得到科技部重點研發計劃、國家自然科學基金、遼寧興遼英才計劃等項目的資助。(文/圖 任毓瑤)

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