近日,，我校趙明老師與華東理工大學王風清教授、上海健康醫(yī)學院熊亮斌副教授合作,，通過合成生物學技術,，在鏈霉菌中引入天然染料靛藍的生物合成途徑,，并通過生物元器件優(yōu)化和發(fā)酵調控，實現(xiàn)靛藍的高水平生產(chǎn),。相關成果以“Establishment of an Efficient Expression and Regulation System in Streptomyces for Economical and High-Level Production of the Natural Blue Pigment Indigoidine”為題發(fā)表在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院一區(qū),，TOP期刊）上，并被合成生物產(chǎn)業(yè)機構生輝SynBio報道（https://mp.weixin.qq.com/s/-9H8mVWZdVZhidfSbGdNRA）,。安徽工程大學為該論文第一單位,，生物與食品工程學院趙明老師為論文第一作者。

靛藍是目前人類所知最古老的色素之一,，也是應用于紡織印染行業(yè)最古老的染料之一,。在歷史的長河中，靛藍的生產(chǎn)方式從古代的植物浸泡到近現(xiàn)代的化學合成,，并逐步進入生物合成時期,。靛藍主要由L-谷氨酰胺經(jīng)靛藍合成酶縮合反應合成，靛藍合成酶 IndC 大部分來源于鏈霉菌屬,。然而,，鏈霉菌代謝開關在不同代謝階段存在時空差異，因此全面優(yōu)化其生產(chǎn)力是一個挑戰(zhàn),，這使得鏈霉菌難以生產(chǎn)低附加值的大宗化學品,。因此，大部分研究人員選擇在異源宿主如大腸桿菌,、谷氨酸棒桿菌等中過表達 IndC,，以實現(xiàn)靛藍的高水平生產(chǎn)。

在這項研究中,，研究人員通過外源啟動子元器件挖掘,，優(yōu)化σ^hrdB 在不同代謝階段過表達，從而實現(xiàn)對靛藍合成路徑持續(xù)強化調控,。結果發(fā)現(xiàn),，工程菌株在初級代謝階段的靛藍產(chǎn)量顯著提升，并在次生代謝階段持續(xù)高水平生產(chǎn)靛藍,。最終,，通過放大發(fā)酵優(yōu)化，靛藍產(chǎn)量在發(fā)酵罐中達到46.27 g/L,，達到了微生物合成靛藍的最高水平,，為鏈霉菌細胞工廠生產(chǎn)靛藍的工業(yè)化應用奠定了基礎。

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.3c05696

（文/圖：趙明,；審核：葛飛,；編輯：潘真清）