衣康酸(itaconic acid，ITA)，又称亚甲基琥珀酸或亚甲基丁二酸，是一种重要的平台化合物，广泛应用于乳胶、塑料、树脂等高价值化学品的生产。衣康酸还具有抗菌、抗炎、抗肿瘤、抗病毒等特性，在医学、畜牧养殖业具有良好的应用前景。此外，衣康酸还是生产潜在生物燃料3-甲基四氢呋喃的中间体，具有替代石油基甲基丙烯酸和丙烯酸的巨大潜力。2018年衣康酸市场估值为8680万美元，预计到最早用2026年将达到1.171亿美元，2019年至2026年的复合年增长率为3.79%。衣康酸的传统生产方式主要包括化学合成和生物发酵，但化学合成过程复杂且不可持续，因此生物发酵法逐渐成为主流。然而，现有的生物发酵生产菌株如曲霉菌（Aspergillus terreus）存在生长受限和对菌丝形态要求严格等问题，限制了其大规模应用。因此，开发新的高效生产菌株成为研究热点。【SynBioCon】最新获悉，2月18日，来自华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室以及鲁华生物技术研究所的魏东芝教授和王玮副教授团队在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》杂志发表了题为“Metabolic Engineering of Filamentous Fungus Trichoderma reesei for Itaconic Acid Production”的研究论文，该团队通过代谢工程手段，将丝状真菌里氏木霉（Trichoderma reesei）改造为高效的衣康酸生产菌株。团队首先在里氏木霉中异源过表达来自曲霉菌的线粒体三羧酸转运蛋白（MTTA）和顺乌头酸脱羧酶（CAD），成功启动了衣康酸的生产，产量达到20 g/L。通过增加mttA和cadA基因的拷贝数，并过表达质子偶联转运蛋白（MFSA），衣康酸产量提高至56.7 g/L。此外，研究人员通过过表达柠檬酸合成酶和乌头酸酶增强衣康酸前体合成途径，并敲除P450单加氧酶基因cyp3以阻断竞争途径，最终，在1 L发酵罐中通过补料发酵实现了93.5 g/L的衣康酸产量，葡萄糖转化率达到0.62 g/g。这一产量突破不仅证明了里氏木霉作为工业生产宿主的巨大潜力，也为衣康酸的生物合成提供了新的路径。除此之外，2018年，华东理工大学魏东芝/任宇红课题组曾经通过基因编辑技术及蛋白自组装技术，获得了一株大肠杆菌基因工程菌，其衣康酸产量达到3.06 g/L （ACS Synth. Biol. 2018, 7, 1244−1250.）。2022年6月，华东理工大学魏东芝/任宇红课题组借助工程光敏蛋白动态调节大肠杆菌中三羧酸（TCA）循环的代谢流量，来提高衣康酸产量。（https://doi.org/10.1021/acssynbio.2c000144）参考信息：本文素材和图片来自Journal of Agricultural and Food Chemistry等，本平台发布仅为了传达一种不同观点，不代表对该观点赞同或支持。如果有任何问题，请联系 15356747796。
