一、项目简介

本发明属于酶工程与合成生物学领域，具体涉及一种对亚精胺生物合成途径中的关键酶进行理性设计，获得的高催化效率酶突变体及其在微生物细胞工厂中高效合成亚精胺的应用。

亚精胺是一种具有抗衰老、神经保护、心血管保护等多种重要生理功能的多胺类物质。针对其生物合成途径中关键酶（如S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶SpeD和亚精胺合成酶SpeE）天然活性不足，制约生产效率的问题，本发明通过分子对接指导的理性设计，对特定氨基酸位点进行定点突变。例如，通过丙氨酸扫描诱变等技术，获得了SpeD I39A/D22A双突变体和SpeE I108A/T54A双突变体，其酶活性相较于野生型分别提升了58%和44%。将这些高性能突变体酶基因导入解淀粉芽孢杆菌等食品级安全底盘细胞，并利用木糖等非抑制性碳源进行发酵，成功构建了高效工程菌株。该菌株的亚精胺产量达到683.14 mg/L，较原始菌株提高了16.38倍。该发明为亚精胺的绿色、高效生物制造提供了核心酶元件和具有直接产业化潜力的技术方案。

二、专利摘要

本发明公开了一种亚精胺生物合成新途径，其中氨基酸序列为SEQ ID NO:2的羧氨丙基胍丁胺脱氢酶催化胍基丁胺和天冬氨酸半醛发生还原缩合反应生成一种新化合物(S)‑2‑氨基‑4‑((4‑胍丁基)氨基)丁酸。本发明为亚精胺、亚精胺中间体及其他多胺衍生物的生物合成提供了新的策略，具有研究开发应用潜力。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请，申请号：202311134345.1，已授权；持有人项目编号：SIPPE23-27。

四、持有单位

中国科学院分子植物科学卓越创新中心。

五、合作方式

转让、许可或合作研发。

六、联系方式

张雯，wzhang@cemps.ac.cn，021-54924138。