作者:刘万生 郭潇佳 来源:中国科学报 发布时间:2019/12/27 22:54:03
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中科院大连化物所实现高途径选择性物质能量传递

中科院大连化物所实现高途径选择性物质能量传递

近日,中科院大连化学物理研究所赵宗保研究员团队成功构建出甲酸驱动、非天然辅酶介导的途径选择性物质和能量传递体系,为理性调控胞内能量传递和二氧化碳固定研究提供了新思路。研究成果发表在《德国应用化学》上。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)是胞内不可或缺的辅酶,参与能量传递等复杂代谢过程。改变胞内NAD等辅酶水平,会导致全局性且难以预测的生物学效应。为突破基于天然辅酶代谢调控的局限,研究人员致力于非天然辅酶相关研究。通过定向进化获得了多种氧化还原酶的非天然辅酶依赖型突变体,构建出正交氧化还原催化体系。此外,对亚磷酸脱氢酶进行辅酶偏好性改造,阐释了辅酶偏好性改变的分子基础,并构建了亚磷酸驱动的有机酸合成体系,选择性向工程菌的物质代谢途径传递能量。

本项研究通过定向进化获得非天然辅酶烟酰胺胞嘧啶二核苷酸(NCD)偏好型甲酸脱氢酶(FDH*),在纯酶水平耦联NCD偏好型苹果酸酶突变体(ME*),构建了新的正交氧化还原体系,证明其可利用甲酸来源的碳和还原力进行丙酮酸还原羧化;进一步在微生物细胞内构建甲酸驱动、NCD介导的苹果酸生物合成体系。

此项研究逆转了胞内苹果酸节点的代谢流方向,对人工设计代谢途径、选择性调控细胞物质能量代谢具有重要参考价值。

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/anie.201915303

 
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