Bioresource Technology | 陈坚院士团队周景文教授课题组研究成果：利用大肠杆菌高效合成烟酰胺核糖苷
来源：食品合成生物学与生物制造团队
文图：黄忠实 审核：汪超 发布日期：2023-12-06 查看次数： 次
近期，Bioresource Technology在线发表了江南大学未来食品科学中心陈坚院士团队周景文教授课题组的研究成果“Systematic engineering of Escherichia coli for efficient production of nicotinamide riboside from nicotinamide and 3-cyanopyridine” (Huang et al., Bioresour. Technol., 2023, 377: 128953.)。2020级博士黄忠实为论文第一作者，周景文教授为论文通讯作者。
烟酰胺核糖(Nicotinamide riboside，NR)作为维生素B族衍生物，是辅酶NAD+重要前体物质之一，具有重要的生物学价值。目前NR的合成主要通过化学合成的方式，具有过程复杂，成本高等缺点。因此，需要开发一种成本低，操作简单，环境友好的生物法合成NR。关于NR生物合成的相关报道较少，合成的关键酶信息少，胞内NR的分解代谢机制模糊，NR的跨膜转运机制未知等因素是生物法合成NR的主要问题。
在这项研究中，以前期获得的烟酰胺单核苷酸(NMN)高产大肠杆菌作为出发菌株，建立了一种由更廉价的3-氰基吡啶高效合成NR的全细胞催化方法。首先，大肠杆菌中缺乏NR直接合成途径，研究人员选取了内源酶基因(yfrG、surE、yjjG、ushA)和外源酶基因(yfkN、CG0034)进行实验，结果表明ushA的效果最好。然而，作者将ushA直接引入到由烟酰胺合成NMN的菌株中并不能产生NR。于是敲除了参与NR降解的基因(rihA、rihB和rihC)后检测到NR产物。随后作者在该NR合成菌株中引入了来自Rhodococcus rhodochrous J1的腈基水解酶，无需先由3-氰基吡啶制备烟酰胺，而是实现直接从3-氰基吡啶向NR的转化。最终，在5L生物反应器中，分别以烟酰胺和3-氰基吡啶为底物，NR的滴度分别达到26.5和29.8g/L，均为目前报道最高水平。
上述研究得到了国家重点研发计划项目(2019YFA0904800)和国家自然科学基金创新研究群体项目(32021005)的资助。
相关研究图示（一）
相关研究图示（二）
（编辑：潘梦妍）
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