世界上最高效的琥珀酸盐的生产

通过对PEPC基因的过度表达和提高培养温度，产生了越来越多的琥珀酸盐。

琥珀酸盐被广泛用作石油化工原料，对生产可再生的、对环境无害的琥珀酸盐的方法有很高的需求。一名日本研究人员发现，当蓝藻在理想温度下生长时，琥珀酸的生产水平会增加。他利用对代谢途径工程的深入了解，实现了世界上最高效的生物琥珀酸酯的产量。

这一发现是由神户大学科学技术与创新研究生院(Kobe University Graduate School of Science, Technology and Innovation)的町村信孝(Tomohisa Hasunuma)教授作为日本科技机构战略基础研究项目做出的。研究结果发表在5月27日的《新陈代谢工程》杂志上。

Hasunuma教授的研究团队的目标是找到二氧化碳转化为琥珀酸盐时作为代谢通路瓶颈的反应，然后利用基因工程加速这个瓶颈反应，增加琥珀酸盐的产量。

代谢组分析测量细胞内各种代谢物质的数量，可以用来估计促进琥珀酸酯产量的代谢中间体。研究团队基于这项技术开发了一种动态代谢组分析技术，可以观察细胞内代谢产物的周转率。通过动态代谢组分析观察琥珀酸酯产量的增加，他们能够识别琥珀酸酯生物合成途径中的瓶颈反应。

本研究中使用的蓝细菌(Synechocystis sp. PCC 6803)是世界上最流行的蓝细菌之一。研究小组发现，从这种蓝杆菌中提取琥珀酸盐的理想温度比细胞生长温度30摄氏度高7摄氏度。通过动态代谢组分析，阐明了在高温条件下生产琥珀酸酯的机理，表明磷酸烯醇丙酮酸羧化酶参与了瓶颈反应。然后，通过基因工程，研究小组开发出一种比野生型具有更高PEPC活性的重组盘尾丝虫病。通过改善PEPC反应，在37摄氏度的环境下培养蓝藻细菌，他们成功地将琥珀酸盐的产量提高到之前研究的7.5倍。

这项研究是利用二氧化碳生产生物琥珀酸盐的重要一步。我们现在的目标是通过改善代谢途径来增加琥珀酸盐的生产。“通过针对不同的代谢系统，这一研究方向可以在代谢途径控制结构的基础研究和物质生产的应用研究上做出巨大的贡献。”