维生素K2作为一种典型的高值化学品，结构复杂、功能独特、代谢途径冗长。通过构建细胞工厂实现维生素K2生物合成是规模化生产的关键。技术生物与农业工程研究所郑之明研究团队通过重组毕赤酵母，实现甲萘醌的聚异戊二烯侧链化，并以此为基础催化合成维生素K2。相关研究成果发表在国际期刊Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology（10.1007/s10295-017-1931-2）上。

　　课题组通过功能基因组学数据挖掘，在筛选的几十种放线菌来源的维生素K2合成关键基因基础上，以雪色链霉菌（S.niveus）异戊烯基转移酶基因novQ为目的基因，构建重组载体pPIC9-novQ，经过拼接组装和优化，将目的基因成功转化到底盘生物毕赤酵母，再经组氨酸营养缺陷、菌落PCR、dot-blot蛋白点杂交等定向和精确筛选，获得NovQ高产细胞株。研究发现，NovQ在酸性和弱碱性环境中催化活性较高，Mg²⁺、聚氧乙烯油醚POE-20能有效促进NovQ发挥作用，而Cu²⁺、SDS强烈抑制酶的活性。在对表达的酶蛋白结构和功能研究基础上，为了提升细胞生长能力和产物合成能力，建立了全细胞催化技术体系，维生素K2合成能力达到189mg/L。

　　该研究工作为进一步采用合成生物学理念，通过底盘到元件、器件或模块的改造和优化，系统构建细胞工厂合成维生素K2系列物提供了有益的尝试。以上研究工作得到国家863计划“维生素K2工业发酵系统优化”、中科院STS“ 维生素K2的细胞工厂合成关键技术研发及示范”的项目支持。

　　文章链接：

　　https://link.springer.com/article/10.1007/s10295-017-1931-2 

　　毕赤酵母NovQ蛋白表达载体构建