产辅酶Q10大肠杆菌工程菌的构建*
2012-08-06李家洲谢明权李安兴罗晓春
李家洲 谢明权 李安兴 罗晓春†
(1.华南理工大学生物科学与工程学院,广东广州510006;2.中山大学水生经济动物研究所,广东广州510275)
辅酶Q(CoQ),亦称泛醌,广泛存在于各种生物膜中,参与多种生命过程.CoQ的首要功能是参与生物呼吸链电子的传递,将呼吸过程所产生的电子由复合体Ⅰ或复合体Ⅱ传递给复合体Ⅲ[1].除此之外,CoQ还有许多其它重要功能.例如,作为还原型烟酰胺腺嘌吟二核苷酸(NADH)氧化酶的辅酶,参与胞质中烟酰胺腺嘌吟二核苷酸氧化型与还原型比例(NAD+/NADH)的调节,从而影响细胞的生长与分化[2];作为高效抗氧化剂阻止细胞蛋白、脂质和DNA被氧化[3];阻止线粒体膜上大分子转运膜打开从而避免线粒体功能损伤[4]等.依据苯环上所结合的聚异戊二烯侧链的聚合度,CoQ可分为 CoQ5、CoQ6、CoQ7、CoQ8、CoQ9、CoQ10等.不同物种依据其固有的遗传特性,均能合成特定的CoQ.例如,大肠杆菌合成的是 CoQ8[5];老鼠体内合成的是 CoQ9[6];人体内合成的则是CoQ10[7].CoQ10在人类健康领域展现出非常巨大的市场前景,受到广泛关注.CoQ10可作为优良的抗氧化剂可消除人体内的活性氧[8].此外,CoQ10还可用于治疗心血管疾病[9]、糖尿病[10]、帕金森氏综合症[11]等,也可用于缓解一些抑制素(如促黑激素抑制素、生长激素抑制素等)的副作用[12].
目前,CoQ10生产方法有化学合成法、半合成法和发酵法,其中发酵法是目前的主流[13].发酵法的关键是选育或构建高产CoQ10的菌种.目前可用于生产的菌种均经过诱变育种法得到,包括农杆菌、脱氮副球菌和雨生红球菌等[14].虽然大肠杆……