近日,化學化工學院張根林團隊在香草胺及其衍生物辣椒堿的酵母合成方面取得突破,研究成果以“Yeast-Based Whole-Cell Factory for the Ecofriendly Synthesis of Vanillylamine as a Critical Step toward Capsaicin Production(酵母全細胞工廠合成香草胺:辣椒堿生產的關鍵步驟)”發表在ACS Sustainable Chemistry & Engineering上(中國科學院一區,IF=9.244,TOP期刊)。
研究團隊在解析香草胺生物合成途徑基礎上,構建了以苯丙氨酸和酪氨酸為前體的香草胺酵母全合成體系,通過強化苯丙氨酸和酪氨酸供應、重構酵母中S-腺苷-L-甲硫氨酸再生循環系統2種代謝工程策略,使香草胺的產量達到14.89g/L,發酵優化后提升至20g/L。進一步組裝辣椒堿合成模塊實現了復雜天然產物辣椒堿在酵母中的從頭生物合成。香草胺作為經典的伯芐胺類化合物,是生產橡膠的塑化劑,目前主要依賴石油化工產品為原料化學合成。該研究工作利用合成生物學技術開發了一種高效的香草胺酵母合成工廠,綠色環保且節能高效,為該產品的生物制造提供了較好的基礎,相關成果已同時申請中國和美國發明專利。
本文的第一作者為博士研究生趙金雨,通訊作者為化學化工學院張根林教授,第一完成單位為石河子大學化學化工學院、化工綠色過程兵團重點實驗室。研究工作獲得了國家自然科學基金(22178226)的支持。
(通訊員:張燕 郜建銳 鞏芮君)