通过原始酶级联催化反应,高效地制备β-尼古丁胺胺 mononucleotides
Jiehu Liu1, Runtian Huo1, Huixian Fu1
1Key Laboratory of Industrial Biotechnology Ministry of Education and School of Biotechnology, Jiangnan University, 1800 Lihu Avenue, Wuxi 214122, China; State Key Laboratory of Food Science and Resources, Jiangnan University, 1800 Lihu Avenue, Wuxi 214122, China.
研究人员开发了一种具有成本效益的酶方法来合成β-尼古丁胺胺 mononucleotide (β-NMN),这是尼古丁胺腺因二核酸的重要前体. 这种新系统实现了高产量,使得β-NMN更容易用于健康和营养应用.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 酶合成酶的合成
- 代谢工程是代谢工程.
背景情况:
- 贝塔尼古丁胺胺单核酸 (β-NMN) 是尼古丁胺氨酸二核酸 (NAD+) 的关键前体,对于细胞能量代谢和修复至关重要.
- 目前β-NMN的酶合成方法往往过于昂贵,限制了它在健康和营养领域的广泛使用.
- 开发β-NMN的高效和可扩展的生产方法对于推进其治疗和营养应用至关重要.
研究的目的:
- 为合成β-NMN设计一个具有成本效益和高收益的酶级联系统.
- 使用纯化和原始酶系统优化β-NMN的酶性生产.
- 通过解决酶抑制,在基质度增加的情况下增强β-NMN的产生.
主要方法:
- 构建用于β-NMN生产的六种酶级联催化系统.
- 使用D-ribose和尼古丁胺胺作为基质的酶合成与纯化的酶.
- 通过淘汰β-NMN消耗蛋白质,然后进行原始酶催化,对大肠杆菌BL21(DE3) 的代谢工程.
- 开发一种"模块化"原始酶级联系统,以减轻多酸盐抑制.
主要成果:
- 使用用D-ribose和尼古丁胺胺净化酶实现了97.5%的β-NMN产量.
- 在工程化大肠杆菌中使用原始酶获得了97.2%的类似产量.
- "模块化"原始酶系统在10mM D-ribose下产生了78.4%的β-NMN,显著超过了"一"反应.
- 这代表了使用基酸作为核心中间体的β-NMN制剂的新基准.
结论:
- 一个高效的六酶级联系统使得成本高效的β-NMN生产成为可能.
- 代谢工程和原始酶催化为纯化酶系统提供了可行的替代方案.
- "模块化"级联方法有效克服基质抑制,使高度的高产β-NMN合成成为可能.
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