麥角硫因（ergothioneine, ERG）是一種含巰基的組氨酸衍生物，具有抗氧化等多種功能，在醫(yī)藥及保健領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。ERG主要由細(xì)菌和真菌合成，人類不能合成麥角硫因，只能通過(guò)食物獲取。目前，ERG的生產(chǎn)主要有化學(xué)合成、生物提取和微生物發(fā)酵三種方法。但是，當(dāng)前的ERG生產(chǎn)水平無(wú)法滿足市場(chǎng)需求，急需開(kāi)發(fā)能夠高效合成ERG的技術(shù)。

上海醫(yī)藥工業(yè)研究院生物制藥部陳少欣課題組對(duì)此開(kāi)展研究，研究首先建立了一種適用于高通量培養(yǎng)和產(chǎn)物酶偶聯(lián)分析篩選方法，然后利用蛋白質(zhì)工程對(duì)ERG生物合成的兩個(gè)限速酶亞砜合酶和甲基化酶進(jìn)行理性設(shè)計(jì)和蛋白質(zhì)分子改造，從而大幅提高ERG的合成效率。進(jìn)一步在大腸桿菌中導(dǎo)入ERG生物合成途徑，構(gòu)建微生物細(xì)胞工廠。通過(guò)高密度培養(yǎng)，ERG的產(chǎn)量5g/L以上，是目前報(bào)道的最高水平，為麥角硫因的綠色生物制造奠定了基礎(chǔ)。研究結(jié)果發(fā)表在Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2023, 71(1):671-679，中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)研究總院與復(fù)旦大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生張露文為論文作者。論文中酶定向進(jìn)化和高通量篩選得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃2021YFC2102102的資助。