微生物技术国家重点实验室在微生物L-丝氨酸合成机制领域取得新进展

近日，微生物技术国家重点实验室与上海交通大学合作的研究成果“Coupling between D-3-phosphoglycerate dehydrogenase and D-2-hydroxyglutarate dehydrogenase drives bacterial L-serine synthesis”（“D-3-磷酸甘油酸脱氢酶和D-2-羟基戊二酸脱氢酶之间的耦合驱动细菌L-丝氨酸合成”）在《美国科学院院报》上发表（PNAS Plus, 2017, 114: E7574-E7582）。微生物技术国家重点实验室已毕业博士研究生张文为论文第一作者，高超副教授为论文共同通讯作者，山东大学为论文第一单位。

L-丝氨酸是生物体一碳单位的重要来源，也是甘氨酸、半胱氨酸、色氨酸及胸腺嘧啶等合成的前体。L-丝氨酸合成起始于3-磷酸甘油酸脱氢酶（SerA）催化的3-磷酸甘油酸脱氢。传统观点认为SerA通过与SerB、SerC的耦合推动L-丝氨酸的合成，该研究分析发现SerA、SerB、SerC的耦合并不能在热力学上支持L-丝氨酸的合成；同时证明SerA本身催化3-磷酸甘油酸脱氢与2-酮基戊二酸还原生成D-2-羟基戊二酸的偶联反应，该偶联反应在消除3-磷酸甘油酸脱氢的自由能壁垒、推动L-丝氨酸合成的同时，导致D-2-羟基戊二酸的产生。D-2-羟基戊二酸可通过D-2-羟基戊二酸脱氢酶催化其生成2-酮基戊二酸，重新进入中心代谢。该工作是在假单胞菌中完成的，但多项分析确认SerA与D-2-羟基戊二酸脱氢酶耦合推动L-丝氨酸合成的机制在动物、植物、微生物中都存在且发挥作用。

高超副教授长期从事2-羟基羧酸的微生物代谢机制研究。近5年以第一/通讯作者在《Green Chem》《ACS Sus Chem Eng》《J Bacteriol》《Appl Environ Microbiol》等SCI收录杂志发表文章20余篇，文章总引用1000余次。以上研究得到了国家自然科学基金面上项目和山东大学青年学者未来计划的资助。

相关链接：http://www.pnas.org/content/114/36/E7574