近期，我校生物工程学院罗玮教授团队在开发高效细胞工厂合成2,5-二甲基吡嗪方面取得进展，研究成果“Metabolic engineering of Escherichia coli for production of 2,5-dimethylpyrazine”发表于Journal of Agricultural and Food Chemistry期刊（一区、Top期刊，IF=5.7）（https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c08481)。
图1 图形摘要
2，5-二甲基吡嗪（2，5-DMP）是一种高附加值烷基吡嗪类化合物，在食品（作为香料，具有坚果香味）和医药领域（作为格列吡嗪,阿昔莫司等抗高血压或降血糖类药物的中间体）都具有重要的应用价值。相对于反应条件不温和、使用有毒有害试剂的化学合成过程来说，开发高效的微生物细胞工厂合成2，5-DMP是具有可持续性的发展方向。然而，目前已报道的2，5-DMP工程菌株存在产量低、需要添加昂贵试剂等问题。这里，我们通过代谢工程的策略构建了一株无需诱导剂，无需抗生素的高产2，5-DMP的大肠杆菌。首先，在出发菌株中重新构建了2，5-DMP的合成途径。随后通过改善辅因子和前体物L-苏氨酸的供应提高了2，5-DMP的产量。最后优化了关键基因tdh在染色体上的拷贝数，并修饰了L-苏氨酸的转运系统。最终的工程菌株产生了3.1 g/L的2，5-DMP，这是迄今为止已报道的以葡萄糖为碳源发酵生产2，5-DMP的最高产量。本研究使用的策略为2，5-DMP及其衍生物的工业生产奠定了基础。
图2 基于关键基因表达和转运体工程提升2，5-DMP的合成水平
罗玮教授为该论文的通讯作者，我校2021级硕士生曾明曦为论文第一作者。
近年来，我校生物工程学院罗玮教授团队利用合成生物学技术在高附加值产品代谢工程、合成调控机制以及生物催化与发酵方面取得重要进展，相关成果陆续发表于Journal of Agricultural and Food Chemistry（2024、2021）、Applied and Environmental Microbiology（2020a、2020b）、Molecular Catalysis（2022、2021）、Bioresource Technology（2018）等本领域权威期刊。
