四氢嘧啶生物合成及其关键酶生化特性研究进展

作者：许慧娴; 陈永涛; 黄建忠; 陶勇; 柯崇榕^*; 杨欣伟^*

来源：生物工程学报, 2023, 1-23.

DOI：10.13345/j.cjb.230640

• 四氢嘧啶
• 相容性溶质
• 生物合成
• 代谢工程

相容性溶质是微生物分泌的一类高水溶性有机渗透物，以适应高盐度和高渗透压等极端环境。四氢嘧啶(ectoine)作为一种重要的相容性溶质，对核酸、蛋白、生物膜以及细胞具有修复和保护作用，广泛应用于化妆品、生物制剂、酶工业和医疗等领域，每公斤市场售价约为1 000美元，全球每年需求量高达1.5万t。嗜盐菌是四氢嘧啶天然合成的微生物来源，但其需在高盐培养基中生长，工业化生产存在设备腐蚀以及成本高昂等问题。随着功能基因组学、系统生物学和合成生物学的快速发展，利用代谢工程等手段构建四氢嘧啶高产细胞工厂成为当前重要的研究方向，工程化大肠杆菌的四氢嘧啶最高产量已达131.8 g/L，产率为1.37 g/(L?h)。本文主要围绕四氢嘧啶的合成途径、关键酶的生化特性以及四氢嘧啶生物合成等方面进行综述，以期阐明其研究现状并为四氢嘧啶的工业生产提供思路和方向。

• 单位
  福建师范大学; 中国科学院微生物研究所; 生命科学学院