生物工程学报

作者：宋云海，杨凤玉，王守钢，饶志明，徐美娟

单位：江南大学 生物工程学院 工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡 214122

关键词：亚精胺;S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶;全细胞催化;ATP再生;大肠杆菌

基金：国家重点研发计划(2023YFD1300700)；国家自然科学基金(32270036)；中央高校基本科研业务费专项资金(JUSRP221012, JUSRP622022)

亚精胺是一种天然多胺，具有自噬诱导作用，能延长寿命、抑制肿瘤、保护心血管、调节神经及抗炎，在农业、工业和医药健康领域具有重要应用价值。本研究聚焦于利用微生物法合成亚精胺，通过追溯亚精胺前体物质的合成途径，过表达了前体物质合成的关键酶，在体外多酶级联条件下实现了以氨基酸为底物合成亚精胺，大大降低了生产成本。基于进化树挖掘筛选到酶活较高的枯草芽孢杆菌来源的S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶，进一步通过理性设计对该酶进行定向进化改造，最终获得酶活性较野生型提高2.68倍的突变体。之后通过对比确认了全细胞催化合成亚精胺的优异性，并通过优化基因的串联顺序，引入ATP再生系统，实现了亚精胺的持续高效合成。在此基础上系统优化了反应体系，包括菌体量、底物浓度、反应温度、pH、金属离子，在最优反应条件下，重组大肠杆菌EC12在5 L反应器转化20 h，亚精胺最高产量达到17.83 g/L。本研究构建的重组大肠杆菌具有应用于工业生产亚精胺的潜力，为亚精胺的绿色高效合成奠定了理论和应用基础。

来源：2026年第3期

《生物工程学报》期刊编辑部

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