天津工生所建立生物合成稀少糖的新策略

　　稀少糖及其衍生物具有獨特的生理學功能，具有降血糖、抑制癌細胞生長與脂肪積累等作用，在食品、保健品、醫藥品與化妝品等領域具有十分重要的應用價值。目前主要通過單糖轉化的方法實現稀少糖和稀少糖醇的生物合成。

　　中國科學院天津工業生物技術研究所孫媛霞研究員帶領的功能糖與天然活性物質研究組通過挖掘在C-C鍵的生物合成中具有廣泛用途醛縮酶，探索以甲醛、乙醛、甘油醛及甘油等小分子底物合成稀少單糖及其衍生物的新途徑，從而獲得高附加值的稀少糖及其衍生物。該研究以谷氨酸棒桿菌為底盤微生物，通過代謝工程手段改造菌株，積累胞內磷酸二羥丙酮（DHAP）；同時在工程菌中構建由醛縮酶和去磷酸化酶組成的新合成途徑，以葡萄糖和D-甘油醛為底物合成D-sorbose和D-psicose，得率達到1.18g/g D-甘油醛 ；優化發酵條件，最終D-sorbose和D-psicose的產量達到19.5g/L和13.4g/L。醛縮酶催化縮合反應時，具有較強立體選擇性，通過選擇不同種類的醛縮酶和醛基受體，可以得到不同構型的產物，研究也發現該工程菌還可以利用甲醛合成D-赤蘚酮糖（D-erythrulose） ，以羥基乙醛合成L-木酮糖（L-xylulose），以L-甘油醛合成L-果糖（L-fructose），以D-赤蘚糖合成3R,4S,5R,6R-heptulose和3R,4R,5R,6R-heptulose，且都具有較高的轉化率。

　　綜上所述，該工程菌株具有合成C4，C5，C6，C7稀少酮糖的能力。利用小分子化合物建立了基于C-C縮合反應的綠色合成稀少糖策略，同時也為1、2、3碳化合物高效利用提供可借鑒思路。

　　該研究獲得國家自然科學基金的支持，相關研究成果已經發表于Biotechnology and Bioengineering，天津工生所博士研究生楊建剛為第一作者。

基于RhaD醛縮酶和去磷酸化酶的體內體外稀少酮糖合成策略