关于Microbacterium proteolyticum BWBTDIPO1菌株核黄素生物合成的首份报告：提取、表征以及通过计算机模拟方法获得的机制解析

可持续生物合成核黄素的新菌种Microbacterium proteolyticum的发现及其产率、动力学特性及代谢途径验证研究。该革兰氏阳性杆菌在LB培养基中最大比生长速率为0.887 h?1，产核黄素459.31 mg/L（49.79 mg/g biomass），混合产率模型参数α=0.244、β=0.16，通过KEGG/MetaCyc验证rib操纵子通路，并经光谱学鉴定。

　　

摘要

从天然来源可持续且低成本地生物合成核黄素等有价值的营养保健品对研究人员来说是一个重大挑战。能够在不改变基因组成的情况下过量生产核黄素的细菌菌株非常罕见。本研究首次报道了一种新分离出的革兰氏阳性、杆状的本土细菌单培养物——Microbacterium proteolyticum（GenBank 登录号：PQ517523），它被证明是一种有前景的核黄素生产菌。生长动力学研究表明，在 Luria Bertini 培养基中，该菌在生长 6–8 小时时达到最佳生长状态，最大特定生长速率为 0.887 h^?1。核黄素的产量为 459.31 ± 22.79 mg/L，相当于每克细菌生物量产生约 49.79 ± 1.29 mg 的核黄素。利用 Luedeking-Piret 模型进行的生产动力学分析显示，该菌的生产过程同时具有与生长相关的（α = 0.244）和非生长相关的（β = 0.16）特征，并且产率系数高达 0.304。通过 KEGG 和 MetaCyc 数据库对属于 Microbacterium 属的 45 个物种的核黄素生产能力进行了计算机模拟验证，结果表明核黄素的合成涉及 rib 操作子。通过对 BioCyc 数据库的分析，预测了迄今为止全球范围内关于 Microbacterium sp 的相关研究报道数量及其分布区域和环境生态位。通过紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱和核磁共振对粗核黄素进行提取和表征，进一步确认了这种有色物质的化学性质为核黄素。这项研究发现了一种新的细菌菌株，它具有成为核黄素生产菌的潜力，对制药、食品和化妆品行业具有重要的未来应用价值。

图形摘要