綠色高效L-蛋氨酸合成技術進一步提高

　　浙江工業大學日前宣布，該校生物工程學院研究團隊發明高效合成L-蛋氨酸的技術。

　　L-蛋氨酸是人體和動物所必需的唯一含硫氨基酸，在醫藥、食品、飼料等領域具有廣泛應用，其綠色高效合成受到了廣泛關注。

　　目前，L-蛋氨酸的主流合成方法為化學法，但是在合成過程中要使用氫氰酸等有毒物質，反應條件苛刻，三廢排放量大，越來越不滿足先進工業的要求。而構建微生物細胞工廠直接進行發酵生產，需要一碳單位和硫源的供給，代謝途徑受到多層次嚴格調控，目前難以實現工業化。“發酵—酶催化”偶聯路線是L-蛋氨酸合成的重要方法，以葡萄糖為底物，發酵生產前體O-琥珀酰-L-高絲氨酸（OSH），進一步在O-琥珀酰-L-高絲氨酸巰基轉移酶（MetZ）作用下與甲硫醇反應合成L-甲硫氨酸，經濟性高、三廢排放少，具有重要應用前景。

　　上述研究團隊長期致力于生物制造工程技術創新，聚焦醫藥、農藥、食品營養等生物產品的工程技術創新及產業化技術開發，形成了以生物工程技術為核心，融合有機合成、化學工程原理和方法的生物有機合成技術體系。在該研究中，綜合運用合成生物學與生物催化轉化關鍵技術，建立了“發酵—酶催化”偶聯高效合成L-蛋氨酸的技術路線。

　　該技術通過構建OSH高效細胞工廠，建立微生物適應性進化和基于拉曼在線監測發酵模型的發酵過程調控策略，實現OSH產量達120克/升，糖酸轉化率達60%以上。進一步建立MetZ催化性能調控方法，通過計算機輔助設計，明確底物/產物進出關鍵通道以及構成氧負離子洞的功能片段和關鍵氨基酸殘基，構建突變文庫并基于高通量篩選新策略，獲得了催化性能顯著提升的有益突變體，純酶酶活達17.5/毫克，并進一步明確了影響Met突變體催化性能的關鍵分子機制。

　　在此基礎上，通過甲硫醇鈉分批補料策略，解除了底物對酶的抑制作用，實現對發酵產物OSH的完全轉化。目前，該“發酵—酶催化”偶聯合成L-蛋氨酸的技術路線已經完成了噸級中試，下一步將推進其產業化。

　　轉自：中國食品報

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