芳香族氨基酸及其衍生物的细胞工厂构建策略

摘要

芳香族氨基酸及其衍生物由于其特定的生理活性,已广泛应用于医药、食品、饲料和化工等行业.利用重组微生物发酵生产芳香族氨基酸及其衍生物是满足全球日益增长需求的有效途径.通过将代谢工程策略与合成生物学、系统生物学和生物工程的发展相结合,在菌株的改造及优化方面取得了显著的进展.然而,合成芳香族氨基酸及其衍生物的代谢途径长且调控机制复杂,通过简单的代谢途径改造难以大幅提高产量,因此,近年来出现了很多相关的改造方法,为克服代谢途径中的限速问题提供了很好的借鉴意义.本文回顾和比较了最近在芳香族氨基酸及其衍生物合成方面应用的成熟技术和策略,包括常用的代谢途径改造策略(如增加前体供给、解除关键酶和阻遏蛋白的反馈抑制和阻遏抑制、改造转运系统、全局调节系统)以及菌株生长与生产产品耦联和菌株构建方法(如基于生物传感器的高通量筛选以及对培养基和培养条件的优化等),未来相关前沿技术如计算机辅助途径酶改造技术和筛选高产菌株的定向进化技术将助力芳香族氨基酸及其衍生物高产菌株的构建.