Efficient Synthesis of γ-Aminobutyric Acid from Monosodium Glutamate Using an Engineered Glutamate Decarboxylase Active at a Neutral pH（Catalysts.IF=3.8）
γ-氨基丁酸（γ-Aminobutyric Acid，简称GABA）是一种功能性氨基酸，在脊椎动物、植物和微生物中广泛存在。GABA是一种重要的中枢神经系统抑制性神经递质，其作为小分子量非蛋白质氨基酸的GABA具备食用安全性，在食品、畜牧及化妆品领域有诸多应用。其中在畜牧业领域研究证明：动物脑区及腺垂体含有丰富的GABA受体，GABA可通过抑制饱中枢的活动激发动物采食行为，从而增加其采食量，同时通过降低动物应激和焦虑来提高动物免疫力。
“合成生物学技术改造乳酸克鲁维酵母发酵酒糟废弃生物生产γ-氨基丁酸（GABA）的研究项目”是路德生物环保科技股份有限公司自主立项的研发项目，并获批湖北省科技人才服务企业项目（项目号：2023DJC122），目前项目研究获得突破性进展。
省科技厅立项通知
近日，路德生物环保科技股份有限公司与湖北大学省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室赵晶博士团队，共同在有机催化领域Top期刊Catalysts发表了题为“Efficient Synthesis of γ-Aminobutyric Acid from Monosodium Glutamate Using an Engineered Glutamate Decarboxylase Active at a Neutral pH”的论文，路德生物环保科技股份有限公司郑应家与湖北大学苗露露为共同第一作者。
本研究通过筛选和设计在中性条件下具有高活性的GAD酶，拓宽了GAD酶最适pH范围，解决了中性条件下高效合成γ-氨基丁酸 (GABA)的难题。通过基因挖掘，发现了一种来自粪肠球菌(EfGAD)的高活性野生型GAD，通过实验，开发出了一种催化效率显著提高的EfGAD变体。在5L发酵罐实验中，该变体同野生型EfGAD相比，产生的GABA产量增加了1.3倍 ，并且能够在中pH下而无需在酸性条件下反应，不仅增加了产量还降低了生产成本。研究结果强调了整合机器学习工具进行酶优化的潜力，并为使用MSG作为底物的GABA生物合成提供了一种可持续的方法。
5L罐发酵及干燥样品
路德生物环保科技股份有限公司聚焦食品饮料糟渣、高浓度酿造水、无机固废无害化处理与资源化利用的技术研发及产业化应用。研发团队专业涵盖发酵工程、食品科学与工程、微生物学、分析检测、动物营养等多专业，并积极与高校开展产学研合作，加快了研发效率，提升了成果转化能力，对提升公司产品功能，实现产品升级迭代提供了技术支持。
公司将以合成生物为研发方向，运用人工智能和酶工程技术，推动食品饮料糟渣资源化利用的突破性研究，开发更加高效、环保的生物催化方法，探索合成生物学技术在食品、医药和环保领域的应用，旨在实现可持续发展和资源最大化利用，为我国绿色经济发展贡献力量。
文章链接：https://www.mdpi.com/2073-4344/14/12/905
编辑：郑应家、陈苗
审核：刘菁、程成
