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为探究辅酶 A（CoA）生物合成机制，研究人员以枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）为对象开展研究。他们发现了新前体物质半胱氨酰泛酰巯基乙胺（Cysteinopantethein）和转运蛋白，还鉴定出 “睡美人” 转运蛋白。这有助于提高维生素 B5 和 CoA 生物技术生产效率。
在生命的微观世界里，细胞的代谢活动就像一部精密运转的超级机器，而辅酶 A（CoA）则是这部机器中至关重要的 “零件”。CoA 在碳代谢、脂肪酸代谢等核心代谢途径中扮演着关键角色，它作为活化酰基的通用载体，参与着无数生化反应，是维持细胞生命活动的必需物质。在生物技术领域，CoA 更是成为了一个热门 “靶点”，它对于精细化学品、生物燃料以及药物活性成分的可持续生产有着重要意义。然而，在 CoA 的生物合成过程中，仍存在诸多谜团等待解开。比如，传统认知中，CoA 由泛酸（维生素 B5）合成，但细胞是否存在其他合成路径？相关的转运蛋白和调控机制又是怎样的？这些问题限制着生物技术利用微生物生产 CoA 及相关产品的效率，也促使科研人员踏上探索之旅。
来自德国柏林工业大学（Technische Universit?t Berlin）的研究人员勇挑重担，针对这些问题展开深入研究。他们以枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）为研究对象，经过不懈努力，取得了一系列令人瞩目的成果。研究发现，枯草芽孢杆菌在特定条件下，可不依赖维生素 B5 合成 CoA ，其关键在于一种此前未知的前体物质 —— 半胱氨酰泛酰巯基乙胺（Cysteinopantethein）。这种物质由氨基酸半胱氨酸（Cystein）和辅酶前体泛酰巯基乙胺（Pantethein）通过硫桥连接而成，细胞能借助 TcyJKLMN 转运系统从周围环境摄取极少量的 Cysteinopantethein。此外，研究人员还鉴定出了 “睡美人” 转运蛋白，其中 AexA 在调节细胞内 β - 丙氨酸含量方面发挥重要作用，且这类转运蛋白的激活有望提升生物技术生产过程的效率。这些发现为生物技术生产维生素 B5 和 CoA 开辟了新途径，为可持续生产精细化学品、生物燃料和药物提供了更高效的策略，对推动生物技术产业发展意义非凡。该研究成果发表在《BIOspektrum》杂志上。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。他们通过微生物培养，对枯草芽孢杆菌在不同条件下的生长及代谢情况进行观察。借助基因分析技术，确定参与 CoA 生物合成的基因及相关转运蛋白基因。利用突变筛选技术，寻找能使枯草芽孢杆菌耐受高浓度 β - 丙氨酸的抑制突变，进而发现新的转运蛋白。
一、辅酶 A 生物合成途径新发现
研究人员深入探究枯草芽孢杆菌的 CoA 生物合成过程，通过一系列实验分析，揭示了新的合成路径。传统认知中，CoA 主要由泛酸合成，而此次研究发现，Cysteinopantethein 可使 CoA 的合成独立于泛酸进行。这一发现打破了以往的认知局限，为深入理解 CoA 生物合成机制提供了新方向。
二、转运蛋白的鉴定与功能研究
研究人员鉴定出了参与物质转运的关键蛋白。TcyJKLMN 转运系统负责摄取 Cysteinopantethein，这一转运系统的发现，解释了细胞获取新前体物质的方式。此外，还发现了 “睡美人” 转运蛋白，如 AexA。它通常处于 “沉睡” 状态，在特定条件下被激活，能够调节细胞内 β - 丙氨酸含量，并且具有转运多种氨基酸的特性。
三、β - 丙氨酸积累与应对机制
研究观察到 β - 丙氨酸的积累会抑制枯草芽孢杆菌的生长。为解决这一问题，研究人员利用其抑制生长的特性，筛选出抑制突变，从而发现了新的 “睡美人” 转运蛋白。这些转运蛋白能够帮助细胞排出 β - 丙氨酸，使枯草芽孢杆菌能够耐受高浓度的 β - 丙氨酸。
研究结论表明，在枯草芽孢杆菌中，存在不依赖维生素 B5 的 CoA 合成路径，Cysteinopantethein 作为新前体物质参与其中。同时，鉴定出了多种转运蛋白，它们在物质摄取和代谢调控方面发挥重要作用。“睡美人” 转运蛋白的发现，为调控细胞代谢、提高生物技术生产效率提供了新的靶点。
此次研究在生物技术领域具有重要意义。一方面，新发现的 CoA 合成路径和转运蛋白，有助于优化利用枯草芽孢杆菌生产维生素 B5 和 CoA 的生物技术流程，提高生产效率，降低生产成本。另一方面，“睡美人” 转运蛋白的研究成果，为微生物作为灵活的生产平台用于可持续生产精细化学品、生物燃料和药物提供了理论支持和实践方向。未来，基于这些研究成果，有望进一步挖掘微生物的生产潜力，推动生物技术产业朝着更加高效、可持续的方向发展。
