没食子酸（3,4,5-三羟基苯甲酸）是一种高附加值酚酸类化合物，具有较强的抗氧化活性和多种生理药理活性，广泛应用于食品、医药、饲料、染料、电子工业等领域。全球没食子酸的现有市场需求量大约为8000吨/年，并且不断在增长。目前，没食子酸主要从富含单宁的五倍子、塔拉粉等植物组织中提取。但是植物提取法不仅有机废物排放量大，给生态环境带来较大压力，同时植物原料依赖传统种植方式，稳定供应受到限制。因此，开发一种新型工业生产方式对没食子酸产业结构升级具有重要意义。

近年来，随着合成生物技术的快速发展，创建微生物细胞工厂、生物制造没食子酸是一种具有广阔应用前景的新型、绿色生产方式。然而微生物细胞工厂的合成代谢存在关键羟化酶活性低、底物转化率低、细胞抗逆性差等问题，导致没食子酸合成效率和产量较低。中国科学院天津工业生物技术研究所王钦宏研究员团队开发了一种不同大肠杆菌细胞工厂协同培养技术，实现了以可再生葡萄糖为底物高效合成没食子酸。首先，通过测试，确定了一条高效的没食子酸合成途径，并以此为基础通过基因组多拷贝整合方式过表达没食子酸合成途径关键羟化酶基因pobA^T294A,Y385F，解除没食子酸合成途径中的限速步骤，获得生产没食子酸的细胞工厂GA10，没食子酸产量可以达到41.88 g/L，葡萄糖转化率为0.185 mol/mol，但是发酵液中残留较多的副产物原儿茶酸。为解决原儿茶酸残留问题，基于细胞生长偶联原理设计构建了可以将原儿茶酸转化为没食子酸的细胞工厂COT03。最后，将两种不同的细胞工厂进行混合发酵，并通过细胞配比和过程条件系统优化，形成一个协同培养系统（Syntrophic co-culture system）。没食子酸产量达到57.66 g/L，葡萄糖转化率为0.233 mol/mol，生产强度为0.769 g/L/h，发酵液中仅残留微量的原儿茶酸。该工作可以为高效没食子酸细胞工厂的创制提供理论基础。

该研究工作得到国家重点研发计划和河北省自然科学基金项目的支持，相关研究结果发表于Metabolic Engineering期刊。天津科技大学联合培养硕士研究生王淑彩为论文第一作者，中国科学院天津工业生物技术研究所吴凤礼副研究员和王钦宏研究员为论文共同通讯作者。

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大肠杆菌协同培养系统从头合成没食子酸