江南大学刘龙实验室：促进FAD的合成和再生助力α-酮酸的生产

通过代谢工程化手段使得大肠杆菌内黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide ,FAD）的合成与再生，使得细胞内依赖FAD反应生产α-酮酸得以优化，从而助力α-酮酸产量的增加。

图1：体内FAD合成途径。

黄素腺嘌呤二核苷酸辅因子（FADH2/FAD）参加体内的许多生物化学反应，是重要的辅因子，比如参与α-酮酸的合成过程。但是迄今很少有关于FAD/FADH2的生成的研究报道。

酮酸是一类同时包含羧基和酮基的有机化合物，α-酮酸就是其中的一种，它在饲料、食品、制药以及化学合成行业均有重要的应用。在之前的研究中，研究者用一个来源于变形菌种的FAD依赖的黄素酶L-AADs来生产一系列的α-酮酸。并且研究者发现，向培养基中添加FAD是L-AAD催化反应的限速步骤。

在这篇研究中，研究者同时过表达了合成FAD途径基因——ribH,ribC,ribF来促进FAD的生成，另外有通过过表达甲酸脱氢酶（formate dehydrogenase，FDH）以及NADH氧化酶（NADH oxidase，NOX ）来促进FAD的再生。通过合成与再生的双向保证，使得体内的FAD依赖的反应加快。以α-酮酸的生产为例，工程菌株比野生菌株的产量提高了134%-239%。

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