酿酒酵母烟酰胺核苷激酶的异源表达及其酶学性质分析
2023-09-13何建菊刘欣欣史红玲冉璐妮张英君唐存多
何建菊,刘欣欣,史红玲,冉璐妮,王 贤,张英君,唐存多,,3,
(1.南阳师范学院生命科学与农业工程学院,河南 南阳 473061;2.赊店老酒股份有限公司博士后创新实践基地,河南 南阳 473300;3.河南农业大学食品科学技术学院,河南 郑州 450002)
烟酰胺单核苷酸(nicotinamide mononucleotide,NMN)是一种天然存在的活性核苷酸,有α、β两种异构体,其中β-NMN是辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)的活性形式[1]。NMN是细胞氧化还原NAD+的关键中间体[2]。NAD+在人体中发挥着至关重要的生物作用,主要包括参与生物氧化还原反应、维持细胞氧化还原稳态及参与信号传导过程[3]。有研究表明人体中NAD+含量会随着年龄的增长而慢慢减少[4-6],NMN在体内需要转化成NAD+才有生理功能[5]。临床研究发现,通过调节生物体内NMN水平,对心脏和脑缺血、阿尔茨海默病、饮食和年龄引起的2型糖尿病和肥胖等有较好的治疗和修复作用[6-8]。近几年,NMN被誉为“不老神药”[9],有实验表明,在小鼠模型中口服NMN会导致NAD+的回升,能抗衰老、延长寿命[10-11]。此外,通过烟酰胺核苷激酶(nicotinamide riboside kinase,NRK)途径增加NAD+含量能恢复抗病毒聚ADP核糖聚合酶功能,对SARS-CoV-2产生先天免疫[12]。
NAD+主要有3 种代谢合成路径:Preiss-Handler途径、从头合成途径和补救合成途径[13]。补救合成途径是以烟酰胺核糖(nicotinamide ribose,NR)为底物,在NRK的作用下磷酸化生成NMN。NMN合成最早使用的是化学合成法,由于使用的各种化学试剂对环境造成污染、产物分离困难,且存在手性异构体等问题,制约了NMN的大规模生产[2]。随着生物催化、酶工程技术的发展,NMN的生物合成成为热点。生物合成包括天然发酵法和酶促合成法,天然发酵法因为底物和产物都很容易被菌体自身消耗,产物很难大量积累,生产效率低下,不适于工业化生产[2]。……
