张峰, 曾化伟, 廖祥儒, 蔡宇杰, 童超

(1.江南大学工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;2.江南大学生物工程学院,江苏无锡214122)

次生代谢物质对医药、轻工、化工、农药等领域的发展具有不可替代的地位。其来源包括植物的次生代谢与化学合成。植物来源具有栽培周期长、产量不高、不可再生等缺点,难以应用于工业化生产;化学合成需要大量的能源,成本高,且造成环境污染。目前国内已报道了一些利用微生物转化生产用于医药、农药等的次生代谢物质如竹红菌素、虾青素、白藜芦醇[1-3]。微生物转化具有高效、高产、高强度、地成本,且不受季节、气候、地域等自然条件的限制,因此具有植物生产与化学合成不可比拟的优势,极具开发潜力和应用价值。

在植物苯丙氨酸代谢途径中,苯丙氨酸解氨酶(PAL)是苯丙氨酸代谢的第一步反应的酶与关键酶,PAL通过非氧化脱氨将L-苯丙氨酸(L-Phe)转化为肉桂酸,再经肉桂酸-4-羟化酶(C4H)转化为香豆酸,再由4-香豆酰-CoA-联结酶(4CL)、查尔酮合成酶(CHS)等催化形成黄酮类化合物,或者经芪合酶(STS)催化为白藜芦醇等芪合物(见图1)。

图1 植物苯丙氨酸代谢途径Fig.1 Metaolic pathway of phenylalaninie in plant

但目前已知的微生物中没有发现C4H和次生代谢物质的前体物质香豆酸[4],限制了由苯丙氨酸代谢途径生物转化生成代谢物质。TAL能不经C4H进行非氧化脱氨,直接将L-酪氨酸(L-Tyr)转化为香豆酸,因此研究人员对 TAL产生了极大的兴趣。目前发现的 TAL同时也具有PAL活性,已知植物 TAL对L-Tyr的亲和性都远低于L-Phe。近年来……