Die gemeinsamen Bemühungen der Teams für synthetische Biologie und mikrobielle Stoffwechseltechnik am Tianjin Institute of Industrial Biotechnology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben zu einer bahnbrechenden Errungenschaft auf dem Gebiet der synthetischen Biologie geführt. Durch einen ausgeklügelten systemtechnischen Ansatz ist es ihnen gelungen, Escherichia coli so zu manipulieren, dass ein effizienter De-novo-Syntheseweg für Nikotinamidmononukleotid (NMN, CAS-Nr. 1094-61-7) entwickelt und dessen Stoffwechsel deutlich gesteigert wird Produktion im Organismus.

Auf dieser innovativen Reise setzten die Forscher zunächst fortschrittliche Genbearbeitungstechniken ein, um die pncC- und nadR-Gene präzise auszuschalten, was zu einem Quantensprung in der NMN-Produktion im Vergleich zum ursprünglichen Stamm führte, mit einer Steigerung um mehr als das Hundertfache. Aufbauend auf diesem Erfolg verfeinerten sie den De-novo-Syntheseweg für NMN weiter und integrierten ihn nahtlos in den NadV-vermittelten Biosyntheseweg. Darüber hinaus erleichterte die Einführung zweier effizienter Transportproteine ​​die Absorption von Nikotinamid (NAM) und den Ausfluss von NMN erheblich, wodurch die Produktion von NMN auf eine neue Höhe von etwa 1300 Mikromolar getrieben wurde.

Ihr Streben nach Exzellenz hörte hier nicht auf. Durch die Optimierung der PRPP-Synthetase (5-Phosphoribosyl-1-pyrophosphat) gaben die Forscher der Produktion von NMN einen starken Impuls und erreichten schließlich eine atemberaubende Ausbeute von über 3000 Mikromolar nach nur 24 Stunden Fermentation in Schüttelkolben.

Diese Forschung bietet nicht nur neue Einblicke in den NAD+-Rückgewinnungsweg und seine zentrale Rolle im Energiestoffwechsel von Escherichia coli, sondern eröffnet auch breitere Anwendungsperspektiven für die synthetische Biologie in der Biopharmazeutik- und Gesundheitsindustrie und bringt robuste Innovationen in die florierende Entwicklung dieses Bereichs .