环糊精介导的稳定化与异戊二烯基转移酶工程协同促进大麻萜酚酸级联生物催化

本研究通过整合环糊精(CD)稳定化、异戊二烯基转移酶(NphB)工程改造和ATP再生系统，建立高效合成大麻萜酚酸(CBGA)的生物催化平台。创新性采用番茄红素生物传感器筛选限速激酶，使香叶基焦磷酸(GPP)产量翻倍；改造的NphB变体Km降低8.8倍，kcat提升1.5倍；结合计算模拟阐明机制，最终实现体外5 mM CBGA产量，ATP需求降低至0.64 mM。

　　

Highlight

本研究展示了一个集成生物工艺，通过结合酶工程改造、通路优化和辅因子循环利用，实现了可扩展的大麻萜酚酸生产。环糊精介导的稳定化、番茄红素生物传感器筛选激酶以及三磷酸腺苷(ATP)再生系统显著提高了产量并降低成本。

Conclusions

本研究基于前期突变研究对异戊二烯基转移酶NphB进行组合式工程改造，获得了催化效率显著提升的变体，计算分析证实了其作用机制。将稳定化策略、通路工程、酶改造和辅因子工程相结合，为工业规模生产建立了可持续平台。

CRediT作者贡献声明

Ye Chan Kim：撰写初稿及修订、验证、项目管理、方法论、数据整理、概念设计。Hyunseok Yoon：撰写初稿、验证、方法论、数据整理、概念设计。其他作者分别参与资源提供、调查分析等工作。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究的财务或个人利益冲突。