神经节苷脂氟化寡糖在大肠杆菌中的生物合成

神经节苷脂是一类存在于所有脊椎动物细胞中的糖脂分子,具有重要的生理功能和药用活性。合成生物学为构建神经节苷脂类的人工高效合成体系提供了契机,而其神经节苷脂氟化寡糖中间体的合成是至关重要的步骤。旨在实现神经节苷脂氟化寡糖在大肠杆菌中的人工生物合成途径:通过在大肠杆菌JM107中引入来源于脑膜炎奈瑟氏菌(Neisseria meningitidis)的CMP-NeuAc合成酶(neuA),空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)来源的α2,3-NeuAc转移酶(cst)、β1,4-GalNAc转移酶(cgtA)、β1,3-Gal转移酶(cgtB)和UDP-GlcNAc异构酶(gne),成功构建了以氟化乳糖和唾液酸为底物的3种神经节苷脂GM3、GM2、GM1氟化寡糖在大肠杆菌中的生物合成途径;开发了高灵敏度的氟化寡糖柱前衍生-HPLC定量检测方法;并通过对工程菌株进行透酶过表达和启动子优化,在摇瓶发酵中GM3、GM2及GM1氟化寡糖的产量分别达到81.5mg/L、18.1mg/L及12.3mg/L,为进一步的代谢工程改造奠定了良好的基础。