四川
蜂王浆，被誉为“液体中的软黄金”，是工蜂分泌的一种特别物质，也是蜂王赖以成长和繁衍的重要食物。蜂王浆之所以如此特别，与其丰富而复杂的成分密不可分。其中，最独特、最珍贵的物质便是 10-羟基-2-癸烯酸（10-HDA），也被称为王浆酸。这种物质仅存在于蜂王浆中，是判断蜂王浆质量的重要指标之一。研究发现，王浆酸具有显著的抗氧化、抗衰老活性，并展现出潜在的医疗应用价值，在医药和美妆领域备受关注。
然而，传统的王浆酸生产方式主要依赖天然提取和化学合成，面临资源有限、提取效率低以及环境污染等挑战。同时，已有的生物合成策略多需依赖外源前体添加，难以满足高效、可持续生产的需求。因此，开发以葡萄糖为主要碳源的高效生物合成方法，不仅能够突破传统工艺的限制，降低生产成本，还为 10-HDA 的规模化生产和广泛应用提供了全新的技术方向和实践可能。
近日，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所罗小舟研究员团队取得了突破性进展。他们通过代谢工程，首次成功在大肠杆菌中以葡萄糖为主要碳源合成王浆酸。该研究成果发表在国际学术期刊 Metabolic Engineering 上，题目为“Biosynthesis of 10-Hydroxy-2-Decenoic Acid in Escherichia coli”，为王浆酸的规模化、可持续生产开辟了新路径。
研究从天然存在的脂肪酸生物合成途径出发，以反式-2-癸烯酰-ACP 为关键前体，通过硫酯酶催化生成反式-2-癸烯酸，再经过 P450 酶一步氧化生成 10-HDA。
首先，作者从不同物种中挖掘出具有高效催化反式-2-癸烯酰-ACP 能力的硫酯酶 UaFatB1，并通过基因编辑敲除大肠杆菌中的 fadD、fadB 和 sodA 基因，阻断反式-2-癸烯酰-ACP 的溢流途径，显著提升了反式-2-癸烯酸的合成效率。
其次，作者从细菌中筛选到高效催化反式-2-癸烯酸的 P450 氧化酶-CYP153AMaq。并通过还原伴侣蛋白的筛选与优化，确定了最适组合 CYP153AMaq/FdR0978/Fdx0338，提高了 CYP153AMaq 的催化活性。
最后，作者对 CYP153AMaq 进行了定向进化，获得最优突变组合 Q129R/V141L，进一步提高 CYP153AMaq 的催化效率，最终显著提升了 10-HDA 从头合成的产量。在优化后的发酵条件下，研究构建的工程菌株在蛋白诱导表达后 24 小时内即可实现产量稳定，并在发酵 60 小时达到最高产量 18.8 mg/L，具有巨大的应用潜力。
王浆酸 10-HDA 作为仅存于蜂王浆中的一种生物活性化合物，已经被证明具有多项显著功效：它能有效抑制肿瘤细胞的生长，具有出色的抗炎活性及抗菌效能，同时在治疗多囊卵巢综合症、脂肪肝、关节炎和自闭症谱系障碍等疾病方面也表现出积极的疗效，且未报告有任何副作用，其未来应用前景将更加广阔。本文建立了基于原生脂肪酸合成途径（Fatty acid biosynthesis, FAB）的完整合成路径。鉴于 FAB 途径广泛存在于所有生物体中，本研究也为将这一代谢途径整合到其他可工程化微生物体系提供了一个通用的平台。
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