近日，3344体育会员、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室陈守文教授团队最新研究成果“Transcription factor DegU-mediated multi-pathway regulation on lichenysin biosynthesis in Bacillus licheniformis.”（地衣芽胞杆菌转录因子DegU通过多途径调控地衣素的合成），发表于合成生物学和代谢工程领域顶级期刊Metabolic Engineering。胡施颖博士和何鹏辉博士后为该论文共同第一作者，陈守文教授为通讯作者，湖北大学为第一单位。
地衣素是地衣芽胞杆菌产生的一种重要的环状脂肽类生物表面活性剂，在石油开采、药物开发、农业生物防治和生物修复等方面具有广泛的应用。地衣素是一种典型的由非核糖体肽合成酶（NRPS）产生的次级代谢产物，由7个氨基酸的环肽和β-羟基支链脂肪酸缩合而成，具有双亲性（图1）。随着近几年国内外对NRPSs结构及蛋白质工程改造的深入研究，地衣素也将被赋予更多样的功能和应用方向。但与很多天然产物一样，地衣素的合成在其自然宿主菌中被抑制，这很大程度上限制着地衣素的合成调控研究及其大规模生产。
图1 地衣素及其合成基因簇结构
陈守文教授团队发掘了地衣素合成酶的关键抑制因子——转录因子DegU，并通过在地衣芽胞杆菌WX-02中敲除degU基因将地衣素产量提高了13.6倍，达到2.18±0.03 g/L。本团队还首次通过13C代谢流分析，系统地探究了转录因子DegU调控地衣素合成的代谢网络（图2）。实验证明，转录因子DegU负调控葡萄糖摄取，支链氨基酸和脂肪酸合成的相关基因的表达并正调控溢流代谢产物——乙偶姻的合成基因簇alsSD的表达。本研究不仅有助于进一步通过代谢工程改造提高地衣素的产量，也为研究转录因子调控产物合成提供了思路。并且本文首次报道的转录因子DegU对细胞碳氮代谢的调控网络也将为其他代谢产物高产提供基础。
图2 转录因子DegU调控地衣素合成的网络图
陈守文教授团队长期从事芽胞杆菌生物技术科研和产业化开发，获得科技部重点研发计划、“973”计划、“863”计划、国家支撑计划、国家科技攻关、国家自然科学基金、教育部新世纪人才支持计划、湖北省科技重大专项等多项国家和省部级课题支持。在地衣芽胞杆菌的系统生物学、代谢组学、代谢工程、蛋白表达、发酵工程等领域取得了系列研究成果，在Metab Eng、Nucleic Acids Res、Chem Eng J、ISME J、ACS Sustain Chem Eng、Bioresour Technol、Biotechnol Biofuels、ACS Syn Biol、Biotechnol Bioeng、Appl Environ Microb和J Agri Food Chem等国际知名专业期刊发表高水平论文70余篇，获中国和美国授权发明专利50余项，聚γ-谷氨酸、杆菌肽、酶制剂、天然芳香族产物以及农用微生物菌剂等产品发酵生产技术在我国多家企业推广应用。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ymben.2022.10.003
