生物工程酵母大规模生产草药

Josiah02 · 发表于 4 天前

草药很难大规模生产。神户大学的一个生物工程师团队操纵了一种酵母的细胞机制，使得这种分子现在可以在发酵罐中以前所未有的浓度生产出来。这一成果还为其他植物衍生化合物的微生物生产指明了方向。
草药产品具有多种有益健康的作用，但它们通常不适合大规模生产。一个例子是阿替皮林 C，它具有抗菌、抗炎、抗氧化和抗癌作用，但只能作为蜜蜂培养产品获得。
神户大学生物工程师莲沼智久表示：“为了获得高产量和低成本的供应，最好利用可在发酵罐中生长的生物工程微生物来生产。”然而，这也带来了自身的技术挑战。
首先，需要识别植物用来制造特定产品所用的酶，即分子机器。
“这种对阿替匹林 C 的生产至关重要的植物酶最近才被京都大学的矢崎和文发现。他问我们，鉴于我们在微生物生产方面的经验，我们能否利用这种酶在微生物中生产这种化合物，”Hasunuma 说道。
研究团队随后尝试将编码这种酶的基因引入酵母Komagataella phaffii中，与啤酒酵母相比，这种酵母能更好地生产此类化学物质的成分，可以在更高的细胞密度下生长，并且不会产生限制细胞生长的酒精。
在《ACS 合成生物学》杂志上，他们报告称，他们利用生物工程酵母生产的阿替匹林 C 产量是以前产量的 10 倍。他们通过仔细调整阿替匹林 C 分子生产线上的关键步骤实现了这一壮举。
Hasunuma 补充道：“另一个有趣的方面是，artepillin C 不容易排泄到生长培养基中，而且往往会在细胞内积聚。因此，有必要在我们的发酵罐中将酵母细胞培养到高密度，我们通过去除一些因技术原因而引入的突变来实现这一点，但这些突变会阻碍生物体的密集生长。”
神户大学的生物工程师已经对如何进一步提高产量有了想法。一种方法是进一步提高最终的关键化学物质的效率步骤的效率。另一种方法可能是找到一种将阿替匹林 C 运出细胞的方法。
“如果我们能够修改转运蛋白、分子结构，使其将产物输出到培养基中，同时将前体保留在细胞中，我们就能获得更高的产量。”
然而，这项研究的意义并不仅限于这种特定化合物的生产。
Hasunuma 解释说：“由于自然界中存在着数千种具有非常相似化学结构的化合物，因此从阿替匹林 C 生产中获得的知识很有可能应用于其他植物衍生化合物的微生物生产。”

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