［本站讯］近日，山东大学微生物技术国家重点实验室祁庆生教授课题组在利用合成生物学和代谢工程合成5-氨基乙酰丙酸（ALA）研究方面取得了重要进展。
     课题组在全面分析大肠杆菌的代谢网络的基础上，采取不同于目前普遍利用C4途径进行生物转化的ALA合成路线，在大肠杆菌中设计和改造了C5途径，发展了一条利用单一廉价的葡萄糖合成ALA的新路线。该研究首先对大肠杆菌中C5途径各个环节中基因的效能进行了评估，确定了最优化的基因组合及控制表达水平的方案；通过对C5途径进行了重新设计，对C5途径中的酶进行了优化组合；进一步引入了亚利桑那沙门氏菌的hemA基因并在蛋白水平上重新加以修改以增加其稳定性；并通过遗传和分子生物学实验首先鉴定了新的ALA运输系统，使ALA的运输能力提高50%；最后构建成功的工程菌在48小时培养后ALA产量达到4.13 g/L。这是首株能够通过无机盐培养基，以廉价葡萄糖为底物的ALA生产的微生物工程菌。
     5-氨基乙酰丙酸（ALA）是一种重要的化合物，价格昂贵。在医学领域，ALA作为一种安全、选择、渗透性好的光动力学药物在癌症治疗方面逐渐受到青睐，同时，ALA作为一种绿色除草剂、植物生长调节剂、杀虫剂在农业领域也受到了广泛关注。目前国际上主要是利用光合细菌生产，该方法成本高，发酵时间长；而大肠杆菌的生物转化途径需要甘氨酸和琥珀酸作为前体，过程控制复杂。该研究成果于2011年5月23日发表在代谢工程研究领域的权威杂志《Metabolic Engineering》（SCI影响因子5.52）上（Zhen Kang et al, Engineering Escherichia coli for efficient production of 5-aminolevulinic acid from glucose., Metabolic Engineering, 2011, 13(5):492-498）。该项研究工作得到了国家973计划、国家自然科学基金项目的资助，近两年来，课题组有关大肠杆菌的代谢工程和合成生物学研究已受到广泛关注，十余篇成果论文在AEM、PLos One和Bioresource Technology等刊物上发表。