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《自然通訊》刊發微生物技術國家重點實驗室2-羥基戊二酸代謝研究新進展


    近日,微生物技術國家重點實驗室與上海交通大學、山東大學第二醫院、中國科學院植物生理生態研究所合作的研究成果“Increased glutarate production by blocking the glutaryl-CoA dehydrogenation pathway and a catabolic pathway involving L-2-hydroxyglutarate”Nature Communications上發表(Nature Communications, 2018, Article number: 2114)。微生物技術國家重點實驗室博士研究生張曼曼為論文第一作者,微生物技術國家重點實驗室高超教授和上海交通大學許平教授為該論文的共同通訊作者,山東大學微生物技術國家重點實驗室為論文第一單位。

    D-2-羥基戊二酸與L-2-羥基戊二酸一直被視為生物體內的異常代謝物,過量積累可導致癌癥等疾病的發生。高超教授等2017年發現D-2-羥基戊二酸合成與分解代謝的耦合可推動微生物中L-絲氨酸的合成,因而D-2-羥基戊二酸同樣可被視為一種基礎代謝中的正常代謝物(PNAS Plus, 2017, 114: E7574-E7582)。在最新研究中,高超教授等發現了一種新的戊二酸羥基化酶CsiD,可催化戊二酸羥基化生成L-2-羥基戊二酸;L-2-羥基戊二酸可在L-2-羥基戊二酸氧化酶LhgO的作用下生成2-酮基戊二酸。CsiD與LhgO在傳統的戊二酸脫氫途徑之外,構成了一條新的戊二酸羥基化代謝途徑。該工作更新了研究者對于生物體戊二酸代謝機制的認識,將L-2-羥基戊二酸重新定義為一種在生物體基礎代謝中發揮重要作用的中間代謝物。另外通過同時失活戊二酸脫氫途徑與羥基化途徑,成功實現了基于L-賴氨酸的戊二酸高效生產,為戊二酸這一重要生物基化學品生產菌株的開發奠定了理論基礎。

    以上研究得到了國家自然科學基金面上項目、山東省杰出青年基金和山東大學青年學者未來計劃的資助。

    相關鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-04513-0

 


 

 

                                                                        (文/圖 作者:馬翠卿)

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