天然高产NMN菌株的筛选及Nampt生物合成NMN

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摘要

烟酰胺单核苷酸(NMN)是一种人体内源性物质，具有较高的安全性和热稳定性，其在化妆品、医药健康、功能食品等方面的应用受到广泛关注。然而，NMN的合成过程存在成本高、耗时长、收率低等问题，在一定程度上限制了NMN的大规模工业化应用。烟酰胺磷酸核糖转移酶(Nampt)是NMN生物合成技术路线中的关键酶，可催化烟酰胺(NAM)和焦磷酸磷酸核糖(PRPP)合成NMN。筛选和表达具有优良酶学性质和稳定性的Nampt是该方法合成NMN的关键。目前，Nampt生产NMN的技术路线存在的主要问题是Nampt的催化活性低。而Nampt的来源少且有限，因此我们分离出高产NMN的微生物成都肠杆菌2021T4.7，并优化了其发酵条件。NMN 的产量高达 67.66 μM。此外，我们还合成了Nampt并构建了相关的重组高产工程菌。我们半理性设计了源自小鼠的Nampt结构，获得了突变体mNampt-V365L，NMN产量高达135.99 μM，比野生型提高了62%。在此，我们筛选出高产NMN天然菌株，通过Nampt酶的半理性设计优化得到高产菌株，为NMN的转化率提供了新的底盘微生物和新思路。