【寧夏大學(xué)新聞中心訊 生命與食品學(xué)部】近日，寧夏大學(xué)/天津大學(xué)王智文團(tuán)隊(duì)在農(nóng)業(yè)和食品化學(xué)領(lǐng)域期刊《Journal of Agriculture and Food Chemistry》（一區(qū)TOP，2024 IF：5.7）上發(fā)表封面論文，基于基因組尺度網(wǎng)絡(luò)模型模擬分析了不同溶氧條件下谷氨酸棒桿菌合成5-ALA的最優(yōu)代謝通量分布，結(jié)合代謝工程首次實(shí)現(xiàn)了谷氨酸棒桿菌微好氧條件下5-ALA的生物合成。

該研究基于谷氨酸棒桿菌基因組尺度代謝網(wǎng)絡(luò)模型iCW773，模擬分析了不同的溶氧條件下5-ALA的得率和代謝途徑，發(fā)現(xiàn)在微好氧和好氧條件下5-ALA的最大理論得率一致。而厭氧或微好氧發(fā)酵在工業(yè)應(yīng)用中具有顯著的優(yōu)勢(shì)，可降低了發(fā)酵過(guò)程中曝氣和攪拌等成本。且微好氧5-ALA生物合成過(guò)程中，可固定CO₂，助力碳中和?；诰W(wǎng)絡(luò)模型的途徑設(shè)計(jì)與分析，作者采用多種代謝工程策略來(lái)增強(qiáng)5-ALA的合成，包括通過(guò)融合表達(dá)關(guān)鍵酶SucCD和HemA以改善底物通道，組合優(yōu)化C3-C4途徑通量、輔因子CoA和TCA氧化臂關(guān)鍵酶基因表達(dá)水平等強(qiáng)化琥珀酰輔酶A的供給。最后在微好氧條件下補(bǔ)料分批發(fā)酵，5-ALA產(chǎn)量達(dá)3.8 g/L，表明谷氨酸棒桿菌微好氧合成5-ALA的潛力。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、寧夏回族自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)的資助。寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院科研助理趙俊桃和天津大學(xué)化工學(xué)院博士研究生薄泰東為論文第一作者，寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王智文教授為通訊作者。

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jafc.4c10853

（編輯：王文娣）