O-甲基转移酶参与了许多有价值的天然产物的生物合成。但在天然产物的生物合成中，甲基转移酶的催化效率通常较低，限制了天然产物的高效合成。2024年11月1日，中国科学院微生物研究所唐双焱团队在 Biosensors and Bioelectronics 发表题为 Designing a whole-cell biosensor applicable for S-adenosyl-l-methionine-dependent methyltransferases 的研究论文，构建了一种基于同型半胱氨酸全细胞生物传感器的高通量筛选策略，能快速检测甲基转移效率，加速甲基转移酶的工程改造，可用于筛选所有SAM依赖型甲基转移酶。
本研究通过定性进化，将拟南芥来源的咖啡酸-O-甲基转移酶AtCOMT催化咖啡酸生成阿魏酸的效率提高了13.8倍。应用AtCOMT突变体以酪氨酸为底物合成阿魏酸，实现阿魏酸产量3448 mg/L，转化率达88.8%。该研究不仅对O-甲基转移酶的高效改造具有重要指导意义，而且同型半胱氨酸生物传感器在基于SAM的甲基转移效率测定方面具有广泛的应用潜力。
中国科学院微生物研究所甄珍硕士研究生、向腊特别研究助理和李世忠特别研究助理为论文共同第一作者，北京工商大学金建明教授、微生物所梁朝宁副研究员和唐双焱研究员为论文共同通讯作者。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院科研仪器设备研制项目和中国博士后科学基金的经费支持。
图1. 设计以SAM为甲基供体的甲基转移酶全细胞生物传感器
