麦芽糖及转运蛋白对游动放线菌生产阿卡波糖的影响

作者：解慧欣; 赵芹芹; 白林泉^*

来源：基因组学与应用生物学, 2019, 38(10): 4536-4544.

DOI：10.13417/j.gab.038.004536

• 阿卡波糖
• 游动放线菌
• 麦芽糖
• ABC转运蛋白

阿卡波糖(Acarbose)作为α-葡萄糖苷酶抑制剂类药物,因其高效、安全而被广泛应用于2型糖尿病的治疗,工业上主要采用游动放线菌(Actinoplanes spp.)发酵生产。解析阿卡波糖生物合成过程中的分子机制并进一步提升产量是目前亟待解决的问题。本研究首先考察了不同麦芽糖浓度对阿卡波糖产量的影响,发现随着麦芽糖浓度提高,阿卡波糖产量呈先上升后下降的趋势,最适浓度为50 g/L。同时,检测了不同麦芽糖浓度下阿卡波糖合成相关基因的转录水平,发现麦芽糖浓度提高显著促进转运蛋白基因acbW的转录。为了进一步考察acbW基因对阿卡波糖产量的影响,在Actinoplanes sp. SE50/110中将其缺失后,获得的突变株生长减弱,且无阿卡波糖积累,而分别加强表达acbW和acbWXY基因后,阿卡波糖产量提高了6.4%和8%。该研究表明,acbWXY编码的转运蛋白在阿卡波糖的生产过程中至关重要,且强化该外运途径可有效提高阿卡波糖产量,为菌株高产改造提供了重要依据。

• 单位
  微生物代谢国家重点实验室; 上海交通大学; 生命科学技术学院