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为解决现有产烟酸脱氢酶菌株酶活低、筛选方法效率低等问题，研究人员开展利用荧光光谱技术筛选菌株生产 6 - 羟基烟酸（6-HNA）的研究。结果获得高酶活菌株 Pseudomonas poae HD530，优化后 72h 产率达 155.45g/L，为 6-HNA 工业化生产提供新途径。
在化学合成与生物制药的奇妙世界里，有一种物质正悄然发挥着重要作用，它就是 6 - 羟基烟酸（6-HNA）。6-HNA 作为宝贵的制药中间体和化学前体，在多个领域都有着广泛的应用。在农药制造领域，它参与合成如吡虫啉这类高效、低毒的吡啶基甲胺类杀虫剂，为农业丰收保驾护航；在医药开发方面，以它为原料可制得促进脂质分解的 5,6 - 二氯烟酸，有望成为减肥药研发的关键成分；在分子微生物学研究中，它还能作为调节器，控制烟酸代谢。然而，目前 6-HNA 的生物合成面临着重重挑战。合成 6-HNA 主要依赖烟酸脱氢酶对烟酸的催化作用，而从菌株中筛选出高效产烟酸脱氢酶的菌株却困难重重。现有的筛选方法不仅效率低下，准确性也欠佳，难以满足大规模工业化生产的需求。因此，寻找一种更高效、精准的筛选方法，成为了科研人员亟待攻克的难题。
为了突破这一困境，国内研究人员积极开展研究。他们致力于建立一种全新的菌株筛选平台，旨在提高筛选效率，获得高酶活的菌株，从而提升 6-HNA 的产量，推动其工业化生产进程。最终，他们取得了令人瞩目的成果，相关研究论文发表在《Electronic Journal of Biotechnology》上。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，利用荧光光谱仪检测菌落光强度，通过测量菌落衍射光强度（CPS）来评估菌株的光强度。其次，借助 Origin 软件构建筛选模型，定义筛选效率为产酶菌株数与总菌株数之比，以此优化产烟酸脱氢酶菌株的筛选过程。此外，采用高效液相色谱（HPLC）分析 6-HNA 的浓度，准确测定产物浓度和转化率。
研究结果如下：
- 建立菌株筛选平台：6-HNA 具有特殊结构，在特定波长紫外光照射下会发出荧光。研究人员基于此，将样本置于以烟酸为唯一碳源的平板上培养，经紫外光照射后，初步筛选出可能产目标酶的菌株。进一步利用荧光光谱仪对菌落荧光强度进行定量分析，发现菌落荧光强度与酶活性之间存在显著的比例关系，相关系数高达 88.2%。通过对 20 个菌株样本的验证，预测酶活性与催化法测定的酶活性高度一致，相关系数为 0.95，均方根误差（RMSE）为 0.03。这表明建立的关系模型可有效用于筛选产烟酸脱氢酶的菌株。
- 应用高通量筛选方法：研究人员开发的菌落筛选模型可高效筛选产烟酸脱氢酶的菌株，每天能筛选约 500 个菌株。利用该模型筛选出多种新菌株，包括 P. putida、P. fluorescens、A. salmonicida、P. poae 等，其中 P. poae HD530 表现出高酶活性。
- 构建高效转化过程：以 P. poae HD530 为研究对象，对其催化过程条件进行优化。在氮源方面，比较多种氮源后发现玉米浆（CSL）最有利于菌株生长和产酶；碳源实验中，可溶性淀粉成为 6-HNA 生产的最佳碳源；金属离子实验显示，添加钙离子时菌株的烟酸脱氢酶活性较高，而铜离子则几乎抑制了菌株的催化活性。在底物浓度优化实验中，当初始底物浓度为 20g/L 时，12h 内可实现完全转化，浓度过高会降低转化效率。在细胞浓度优化实验中，细胞浓度为 20 倍时，产物转化率较高且 12h 达到峰值。pH 优化实验表明，pH 为 7.0 时，菌株的生物催化转化相对更有利。温度优化实验发现，30°C 是菌株生物催化转化的最佳温度。最后，采用静息细胞转化技术，在优化条件下，P. poae HD530 菌株催化生产 6-HNA 的产量在 72h 内达到 155.45g/L，为 6-HNA 的工业化生产开辟了新途径。
研究结论与讨论部分指出，该研究成功建立了基于荧光光谱仪的新型菌株筛选方法。通过光谱分析工具对菌落荧光亮度进行参数化分析，验证了产烟酸脱氢酶菌落荧光亮度与酶活性之间的相关性，证实了该方法的准确性和适用性，为其他类似菌株筛选研究提供了新思路。筛选出的 P. poae HD530 菌株具有高酶活性，对其催化转化条件的研究，为后续 6-HNA 的工业化生产提供了重要的理论依据和实践指导，具有重要的科学意义和应用价值。
