一种合成的无细胞36酶反应系统,用于生产维生素B
Qian Kang1,2,3, Huan Fang1,2,3, Mengjie Xiang1,2
1University of Chinese Academy of Sciences, No.19 (A) Yuquan Road, Shijingshan District, 100049, Beijing, China.
Nature communications
|August 24, 2023
概括
研究人员开发了一种无细胞系统,用于合成维生素B12的重要形式 - - 氨基基甲胺 (AdoCbl),这是维生素B12的重要形式. 这种创新方法绕过了细菌发酵,为生产复杂的天然化合物提供了新的途径.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 合成生物学 合成生物学
- 代谢工程是代谢工程.
背景情况:
- 维生素B12的活性形式 - - 氨基胺 (AdoCbl) 对于动物健康至关重要,但它只能由 prokaryotes de novo 合成.
- 目前的工业生产依赖于细菌发酵,限制了可扩展性和效率.
研究的目的:
- 开发一种新的无细胞系统,用于AdoCbl.的完整合成.
- 为AdoCbl生产建立一种可扩展和高效的替代传统细菌发酵方法.
主要方法:
- 在无细胞系统中整合和优化超过30种生物催化反应.
- 克服包括反抑制,中间不稳定性和辅因子失衡在内的挑战.
- 使用5-氨基氨酸 (5-ALA) 作为廉价的起始材料.
主要成果:
- 实现了AdoCbl.的完全无细胞合成.
- 从5-ALA生产了417.41μg/L的AdoCbl,从酸生产了5.78 mg/L的AdoCbl.
- 展示了一个强大的系统,能够处理复杂的多步生物合成.
结论:
- 开发的无细胞系统为AdoCbl生产提供了对细菌发酵的可行替代方案.
- 采用的策略适用于其他复杂的自然产品的无细胞合成.
- 这项工作推进了用于工业生物制造的合成生物学领域.
