代谢工程改造Acinetobacter baylyi ADP1生产L-亮氨酸的机制创新与优化

来自合成生物学领域的研究人员针对非模式底盘菌代谢调控难题，通过解除Acinetobacter baylyi ADP1中leuA/ilvBN的反馈抑制、优化Entner-Doudoroff(ED)途径碳流向、开发sRNA动态调控TCA循环等策略，将L-亮氨酸产量提升11.6倍至1.16 g/L，揭示了该菌种区别于大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌的独特调控机制，为稀有氨基酸生物合成提供了新思路。

　　

在合成生物学领域，非模式微生物Acinetobacter baylyi ADP1因其基因组精简、生长迅速等特点崭露头角。为挖掘其天然产物合成潜力，研究者们对L-亮氨酸(L-leucine)生物合成途径进行了精妙改造：首先过表达内源leuA和ilvBN基因，并替换leuBCD操纵子的转录衰减区，成功将产量从0.10 g/L提升至0.82 g/L；随后通过强化ED途径关键基因eda并敲除poxB，有效减少了碳流向乙酸的损耗；更创新地开发了诱导型sRNA系统动态抑制TCA循环基因，平衡菌体生长与产物合成，最终产量达1.16 g/L（葡萄糖转化率0.08 g/g）。有趣的是，该菌种的L-亮氨酸反馈调控机制与传统底盘菌Escherichia coli和Corynebacterium glutamicum截然不同——无需突变leuA/ilvBN即可实现高效合成。研究还发现，ADP1独特的葡萄糖代谢网络导致丙酮酸供应受限，外源添加丙酮酸成为产量突破的关键。这些发现不仅为稀有氨基酸生产提供了新策略，更揭示了非模式微生物特有的代谢调控规律。