資訊 > 市場(chǎng)動(dòng)態(tài) > β-苯乙醇高效生物制造獲得新進(jìn)展
日前,華東理工大學(xué)生物工程學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)在β-苯乙醇(2-PE)高效生物制造方面取得創(chuàng)新研究成果。
該研究首次提出打破2-PE理論轉(zhuǎn)化率上限的新策略,為推動(dòng)其綠色生物合成向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用邁進(jìn)提供了重要理論依據(jù)與技術(shù)指導(dǎo)。2-PE是僅次于香蘭素的全球第二大香料物質(zhì),因優(yōu)雅的玫瑰香氣及良好的生物活性,在食品和醫(yī)療保健領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,目前商業(yè)化2-PE主要依靠化學(xué)合成,難以滿足日益增長(zhǎng)的天然產(chǎn)品需求。釀酒酵母天然存在艾氏途徑和從頭合成途徑兩種合成2-PE的代謝路徑。艾氏途徑雖高效,但必須以昂貴的L-苯丙氨酸(L-Phe)為唯一氮源,且缺乏經(jīng)濟(jì)的替代物。從頭合成途徑利用糖酵解產(chǎn)物磷酸烯醇式丙酮酸及戊糖途徑產(chǎn)物4-磷酸赤蘚糖作為前體,經(jīng)莽草酸途徑接入艾氏途徑完成2-PE合成。然而,該途徑路線漫長(zhǎng)且產(chǎn)率低,尤其L-Phe存在時(shí)對(duì)其首末兩端關(guān)鍵酶表現(xiàn)出強(qiáng)烈的反饋抑制。因此,傳統(tǒng)研究通常單獨(dú)優(yōu)化其中一條途徑,以避免發(fā)生相互抑制效應(yīng)。
該團(tuán)隊(duì)基于原位分離系統(tǒng)的恒化培養(yǎng)平臺(tái),系統(tǒng)探索了艾氏途徑與從頭合成途徑協(xié)同運(yùn)作(“并存”代謝狀態(tài))的具體條件。結(jié)果表明,“并存”代謝狀態(tài)在較高比生長(zhǎng)速率下出現(xiàn),且該閾值超過了工業(yè)生產(chǎn)中為避免乙醇生成所需控制的臨界比生長(zhǎng)速率。
為實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用,團(tuán)隊(duì)通過基于酶約束全基因組代謝網(wǎng)絡(luò)模型的通量分析,揭示了低比生長(zhǎng)速率下難以出現(xiàn)“并存”代謝的關(guān)鍵因素:輔酶NADH供應(yīng)不足,限制了L-Phe向2-PE的完全轉(zhuǎn)化;L-酪氨酸途徑存在強(qiáng)烈的分流效應(yīng)。
團(tuán)隊(duì)結(jié)合相關(guān)酶的轉(zhuǎn)錄與蛋白水平分析,確定了調(diào)控“并存”狀態(tài)的關(guān)鍵位點(diǎn)。通過敲弱L-酪氨酸合成第一步關(guān)鍵酶,并過表達(dá)線粒體異檸檬酸脫氫酶亞基以提高胞內(nèi)NADH供應(yīng),成功在臨界比生長(zhǎng)速率下實(shí)現(xiàn)了顯著的“并存”代謝狀態(tài)。在實(shí)際的補(bǔ)料分批發(fā)酵過程中,該工程菌株的快速合成期轉(zhuǎn)化率提升,最終產(chǎn)量達(dá)到12.1克/升,位居釀酒酵母2-PE生產(chǎn)的領(lǐng)先水平。
該研究不僅為突破2-PE綠色合成過程中的效率瓶頸提供了新思路,也為多途徑協(xié)同合成機(jī)制研究奠定了理論基礎(chǔ),具有重要的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用價(jià)值。
菠蘿香精是一種以菠蘿風(fēng)味為核心的食品添加劑,通過提取天然果香或人工調(diào)配制成,能夠賦予食品和飲料清新、濃郁的菠蘿香氣。菠蘿香精廣泛應(yīng)用于果汁飲料、糖果、烘焙食品及冰淇淋等產(chǎn)品中,不僅增強(qiáng)口感,還提升產(chǎn)品的整體風(fēng)味體驗(yàn),滿足消費(fèi)者對(duì)熱帶水果風(fēng)味的喜愛。
甜橙香精是一種以甜橙為主要風(fēng)味來源的食品添加劑,能夠模擬天然橙子的香氣,使食品和飲料具有清新宜人的果香。甜橙香精廣泛應(yīng)用于飲料、糖果、烘焙食品及日化產(chǎn)品中,不僅提升口感和香氣,還能改善產(chǎn)品的整體感官體驗(yàn),滿足消費(fèi)者對(duì)天然風(fēng)味的需求。
牛膠原蛋白顆粒是一種以牛皮、牛骨等為原料提取的高純度膠原蛋白制品。牛膠原蛋白顆粒經(jīng)過酶解、干燥和顆?;に囂幚?,具有分子量小、易吸收、口感便利的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)膠原蛋白粉相比,牛膠原蛋白顆粒在生物利用率和穩(wěn)定性方面表現(xiàn)更佳,成為現(xiàn)代保健品和功能食品的重要原料。
魚膠原蛋白顆粒是一種以深海魚為原料提取的膠原蛋白制品,經(jīng)過水解、干燥和顆?;幚矶?。魚膠原蛋白顆粒因其易吸收、口感方便和生物活性高,成為現(xiàn)代保健品和功能性食品市場(chǎng)中的熱門產(chǎn)品。與傳統(tǒng)膠原蛋白相比,魚膠原蛋白顆粒分子量更小,更利于人體吸收利用。
固態(tài)繼電器是一種利用電子元件進(jìn)行通斷控制的無觸點(diǎn)開關(guān)器件,與傳統(tǒng)電磁繼電器相比,固態(tài)繼電器沒有機(jī)械觸點(diǎn),因而在可靠性、壽命和響應(yīng)速度方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。作為現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)的重要元件,固態(tài)繼電器廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、智能家居、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。
白茶是中國(guó)六大茶類之一,以其制作工藝簡(jiǎn)約、成品外形自然、茶湯清淡甘醇而聞名。白茶因茶毫滿披、色澤如銀而得名,具有“色白、毫多、香清、味醇”的特點(diǎn)。作為福建特產(chǎn),白茶不僅是一種茶葉,更是一種健康、自然的生活方式,深受國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者的喜愛。
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