氨基葡萄糖及N-乙酰氨基葡萄糖的生物合成研究进展

作者：刘歆璐; 陈冯千芮; 张嘉颀; 李建承; 王鹏超^*

来源：食品与发酵工业, 2023, 49(04): 304-311.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031773

• 生物合成
• 氨基葡萄糖
• N-乙酰氨基葡萄糖
• 微生物发酵
• 合成途径

氨基葡萄糖(glucosamine, GlcN)是由葡萄糖分子的第二位羟基被氨基取代后形成的化合物。GlcN普遍存在于动物、植物以及微生物中，是多种聚合物(如甲壳素、壳聚糖)的主要成分。GlcN及N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine, GlcNAc)具有抑制炎症、改善皮肤水分的作用，尤其对治疗骨关节炎有重要意义，因此广泛应用于医疗、保健和化妆品行业。目前主要获取GlcN的生产方法包括酸解法和酶解法水解虾蟹类外壳。此类方法存在污染严重，成本高以及效率低的问题。随着代谢工程和合成生物学的发展，使用微生物发酵合成GlcN具有生产条件温和、产品纯度高、生产周期短、不依赖地域季节限制等优点，已经获得广泛应用。该文综述了近年来微生物发酵法生产GlcN和GlcNAc的研究进展。阐述了GlcN和GlcNAc合成途径中关键酶的功能及改造策略，主要竞争性代谢途径及阻断方法；展示了核酶、sRNA动态调控工具在产物合成中的应用；并介绍了关键酶GlmS,菌株基因组的定向进化策略在GlcN和GlcNAc合成中的应用。该文通过这些策略分析和比较展现GlcN和GlcNAc生产的最新进展及未来发展前景。

• 单位
  生命科学学院; 东北林业大学