“生物发酵”提高维生素与阿尔兹海默症药物的产量

　　麦角硫氨酸（Ergothioneine）是具有抗氧化特性的天然氨基酸。它可以防止细胞压力，进而预防神经系统损伤和癌症等疾病。基于大鼠和线虫的研究表明，麦角硫氨酸在预防痴呆症和老年痴呆症等神经退行性疾病方面具有广阔的前景。此外，研究表明患有神经退行性疾病的患者麦角硫氨酸的血液水平明显低于正常群体。这些发现表明，麦角硫氨酸可以作为预防或延缓这些疾病的“维生素”。

　　目前，通过化学合成的手段生产麦角硫氨酸既复杂又昂贵。然而，通过对面包酵母进行工程设计和优化，来自诺和诺德生物可持续性中心的科学家首次开发了在酵母中制造麦角硫氨酸的潜力。

　　在《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》杂志上发表的这项研究中，研究人员在小规模发酵实验中能够完成0.6克的麦角硫因/1L酵母的产量。

　　由于当今昂贵的化学生产流程，与其它维生素（例如维生素C和维生素D）相比，麦角硫氨酸的市场价格非常高。因此，科学家的主要目标之一是进一步优化麦角硫氨酸的生产以达到更高的产量，以便将来可以降低市场价格，最终使消费者受益。

　　在科学家能够以发酵的方式生产麦角硫氨酸之前，一些人探索了从蘑菇中直接提取麦角硫氨酸的可能性。但是这种手段仍然非常昂贵，并且种植蘑菇需要占用潜在的耕地面积。

（图片来源：Www.pixabay.com）

　　第一作者Steven van der Hoek说：“通过以发酵方式生产这种重要的抗氧化剂，可以避免使用化学药品或占用农田。酵母在生产麦角硫氨酸方面的能力远比化工或蘑菇天然提取的方式要好得多。”

　　在自然界中，麦角硫氨酸是由细菌和真菌产生的，但是细菌和真菌用于制造麦角硫氨酸的酶构成的途径略有不同。

　　在这项研究中，科学家选择以不同组合筛选来自不同真菌或细菌的酶分子，以鉴定出产量最高的克隆。他们发现两种特定的，来自真菌的酶“NcEgt1“和”CpEgt2”是最好的组合。

　　此外，通过向培养基中添加作为麦角硫氨酸组成部分的氨基酸，使得他们能够显著增加麦角硫因的产量。

　　当前，科学家们正在尝试通过进一步优化菌株的设计来提高生产率。作者还强调，麦角硫氨酸的积极作用迄今仅在动物模型中得到报道，因此，目前尚无法确定这种作用是否对人类有效。无论如何，提高麦角硫氨酸的产量对于获得有益的膳食补充剂可能很重要。

　　资讯出处：Potential vitamin and Alzheimer's drug produced in yeast

　　原始出处：Steven A. van der Hoek, Behrooz Darbani, Karolina E. Zugaj, Bala Krishna Prabhala, Mathias Bernfried Biron, Milica Randelovic, Jacqueline B. Medina, Douglas B. Kell, Irina Borodina. Engineering the Yeast Saccharomyces cerevisiae for the Production of L-( )-Ergothioneine. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2019； 7 DOI: 10.3389/fbioe.2019.00262