中国科学院天津工业生物技术研究所的张学礼、毕昌昊研究员联合大连工业大学的张春枝教授在ACS Synthetic Biology发表题目为“Exploring the De Novo NMN Biosynthesis as an Alternative Pathway to Enhance NMN Production”研究论文（探索从头 NMN 生物合成作为增强 NMN 产量的替代途径）。 烟酰胺单核苷酸 (NMN) 是 NAD+ 合成的前体，已被证明对人体有积极作用。之前的研究主要集中于烟酰胺磷酸核糖转移酶介导的途径（NadV 介导途径）的 NMN 生物合成。在本研究中，我们探索了从头 NMN 生物合成途径作为增强 NMN 产量的替代途径。最初，我们系统地改造了大肠杆菌，以增强其 NMN 合成和积累能力，从而使 NMN 产量显著增加了 100 倍以上。随后，我们逐步增强了从头 NMN 生物合成途径，以进一步增加 NMN 产量。我们筛选并确定了 MazG 在催化 NAD+ 酶促裂解为 NMN 中的关键作用。并对从头 NMN 生物合成途径进行了优化，并将其与 NadV 介导的 NMN 生物合成途径整合，导致细胞内浓度达到 844.10 ± 17.40 μM NMN。此外，引入两种转运蛋白增强了 NAM 的吸收和 NMN 的排泄，导致 NMN 产量达到 1293.73 ± 61.38 μM。最后，通过改造具有优化 PRPP 合成酶的大肠杆菌菌株，我们实现了最高的 NMN 产量，在摇瓶水平发酵 24 小时后达到 3067.98 ± 27.25 μM。除了构建高效的大肠杆菌细胞工厂来生产 NMN 外，我们的研究结果还为理解 NAD+ 补救途径及其在大肠杆菌能量代谢中的作用提供了新的见解。Figure 1. The design of NMN biosynthesis pathway in E. coli.Figure 2. Initial E. coli strains for biosynthesis of NMN.利用从头 NMN 生物合成途径作为增强 NMN 产量的替代途径Figure 3. Establishment of the optimal route for NMN biosynthesis.Figure 4. Contribution of dual pathways to NMN biosynthesis in E. coli. S09引入转运蛋白和增加底物 PRPP 供应后，NMN 产量增强Figure 5. Introduction of transporters improved the NMN production.Figure 6. Enhancement of NMN production by growth media optimization.https://doi.org/10.1021/acssynbio.4c00115![]()
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