泰山学者何庆芳PNAS发表新成果

日前何庆芳副教授带领研究团队构建了一种基因工程蓝藻。这种蓝藻能够异源表达酪氨酸解氨酶的编码基因，并且缺乏天然的p-Coumaric acid降解酶。研究显示，这种蓝藻分泌的对香豆酸大约为82.6 mg/L，这种产物能够很方便地从培养基中提取出来进行纯化。这一成果发表在近期的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

　　

生物通报道：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动所必需的物质和能量，这一过程就称为初级代谢。次级代谢可以避免初级代谢某些中间产物造成的不利影响，可以被认为是生物对特定生存条件的适应。次级代谢产物大多为抗生素、毒素、激素、生物碱及维生素等等。

并非所有生物都能生成次级代谢产物，而且不同生物有着不同的代谢途径和代谢产物。即使是同种生物，也会因为培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。许多次级代谢产物对人体健康有益。举例来说，源自于对香豆酸（p-Coumaric acid）的phenylpropanoid具有抗癌、抗病毒和抗炎症的能力。

蓝藻（cyanobacteria）能够进行光合作用，其生物合成能力也很强，能够可持续的生产植物次级代谢产物。美国阿肯色大学的何庆芳副教授就是这方面的专家，他也是山东省农科院泰山学者海外特聘专家。（延伸阅读：Science完整展示光合作用体系 ）

日前何庆芳副教授带领研究团队，构建了一种基因工程蓝藻（cyanobacterium Synechocystis 6803）。这种蓝藻能够异源表达酪氨酸解氨酶的编码基因，并且缺乏天然的p-Coumaric acid降解酶。研究显示，这种蓝藻分泌的对香豆酸大约为82.6 mg/L，这种产物能够很方便地从培养基中提取出来进行纯化。这一成果发表在近期的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

作者简介：

何庆芳，1966年3月出生，江西人。 山东省农科院泰山学者海外特聘专家，山东大学微生物专业博士生导师， 美国阿肯色大学应用科学系副教授，博士生导师。曾获美国NSF CAREER奖（该奖资助全美最优秀年轻教授创新研究）。

主要研究方向：主要从事藻类生物学的研究。对藻类，尤其对集胞藻（Synechocystis PCC 6803) 的研究，造诣深厚。近年来承担多项美国重要研究项目，各个项目已经取得丰硕成果。所率团队在强光诱导蛋白及其抗逆作用方面的研究属世界领先。

主要发现及成果包括：(1) 证明了集胞藻中强光诱导多肽家族是蓝藻在强光条件下进行光合作用所必须的。它的作用机制在于稳定PSI三聚体，并和胡萝卜素结合蛋白相互作用。该胡萝卜素结合蛋白具有抗质膜氧化作用。

(2) 发现一种新型强光诱导胡萝卜素蛋白复合体，该复合体是现今发现的唯一存在于内囊体膜内的含胡萝卜素的蛋白复合体。

(3) 发现PfsR是细胞内铁离子平衡的关键调节因子。铁离子平衡对细胞在逆境中的存活起关键作用，对植物抗逆基因工程研究有重要的指导意义。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

Genetically engineering Synechocystis sp. Pasteur Culture Collection 6803 for the sustainable production of the plant secondary metabolite p-coumaric acid

p-Coumaric acid is the precursor of phenylpropanoids, which are plant secondary metabolites that are beneficial to human health. Tyrosine ammonia lyase catalyzes the production of p-coumaric acid from tyrosine. Because of their photosynthetic ability and biosynthetic versatility, cyanobacteria are promising candidates for the production of certain plant metabolites, including phenylpropanoids. Here, we produced p-coumaric acid in a strain of transgenic cyanobacterium Synechocystis sp. Pasteur Culture Collection 6803 (hereafter Synechocystis 6803). Whereas a strain of Synechocystis 6803 genetically engineered to express sam8, a tyrosine ammonia lyase gene from the actinomycete Saccharothrix espanaensis, accumulated little or no p-coumaric acid, a strain that both expressed sam8 and lacked slr1573, a native hypothetical gene shown here to encode a laccase that oxidizes polyphenols, produced ∼82.6 mg/L p-coumaric acid, which was readily purified from the growth medium.