微生物细胞中新型腺苷酸磺基转移酶的工程化改造实现PAPS与硫酸软骨素的高效合成

为解决磺化产物工业化生产中的关键瓶颈问题，研究人员通过关键酶挖掘与改造，开发了高效合成磺酸基供体3′-磷酸腺苷-5′-磷酰硫酸(PAPS)的新途径。工程化突变体BtaAPSSTH8M/L117D使磺基转移效率提升93%，构建的RPA通路在Escherichia coli中实现7.6 g/l的PAPS产量，并成功应用于硫酸软骨素A(CSA)的从头合成（1.89 g/l，76%磺化度），为微生物细胞工厂生产磺化化合物提供了创新方案。

　　

这项突破性研究瞄准了磺化化合物工业化生产的核心挑战——高效合成关键磺酸基供体3′-磷酸腺苷-5′-磷酰硫酸(PAPS)。科研团队从自然界中挖掘出一种新型腺苷酸磺基转移酶，该酶能催化单磷酸腺苷(AMP)转化为磷酸腺苷硫酸(APS)。通过精妙的理性设计，对BtaAPSST酶进行H8M/L117D双位点突变，使其磺基转移效率飙升93%，堪称酶工程领域的典范之作。

研究团队创新性地构建了RPA合成通路，以腺嘌呤和D-核糖为原料，在Escherichia coli中实现7.6 g/l的PAPS高产，在Bacillus subtilis中也达到5.03 g/l，展现出卓越的跨宿主适配性。更令人振奋的是，将该系统整合到产软骨素的工程菌E. coli GZ17中，成功打造出CSA-02超级菌株，其产生的硫酸软骨素A(CSA)不仅产量达1.89 g/l，磺化度更突破76%，完美再现了天然CSA的结构特征。

这项研究开创了微生物合成磺化化合物的新纪元，其构建的高效PAPS供应系统犹如为细胞工厂装上了"磺化引擎"，为医药、食品等领域磺化产物的可持续生产提供了颠覆性解决方案。实验室条件下展现的技术成熟度已达到TRL4级，预示着这项技术即将从实验室走向产业化。