一、项目简介

本发明属于合成生物学与酶工程领域，具体涉及一种咖啡酸O-甲基转移酶（COMT）突变体及其在高效合成高价值天然产物中的应用。咖啡酸O-甲基转移酶是植物苯丙素代谢途径中的关键酶，能够催化咖啡酸等底物的O-甲基化反应，生成阿魏酸等重要中间体。阿魏酸不仅是天然的抗氧化剂，在食品、化妆品和医药领域有广泛应用，更是合成香兰素等香料分子的关键前体。

传统的阿魏酸生产主要依赖植物提取或化学合成，存在效率低、污染大等问题。而天然来源的COMT酶活性有限，制约了微生物法合成阿魏酸及其衍生品的效率。本发明通过理性设计，对来源于拟南芥的咖啡酸O-甲基转移酶进行定向改造，将其第310位的谷氨酰胺突变为甘氨酸（Q310G）。这一关键位点的突变显著提升了酶的催化效率与稳定性。

本发明的核心价值在于：将这种高性能突变体酶整合至工程微生物（如大肠杆菌）的代谢途径中，可构建高效的“细胞工厂”。例如，在导入酪氨酸解氨酶（TAL）、香豆酸-3-羟化酶等外源基因后，工程菌能直接利用廉价碳源，通过“咖啡酸→阿魏酸→香兰素”的途径，高效合成香兰素等具有更高市场价值的产物。这种基于合成生物学的策略，为天然产物的绿色、可持续生产提供了强有力的技术支撑。

二、专利摘要

本发明提供了一种咖啡酸O‑甲基转移酶(COMT)突变体及其应用。本发明人发现了与COMT氨基酸序列中与其催化活性密切相关的位点，在此基础上揭示了一种COMT突变体及其在催化O‑甲基化反应中的应用。所述突变体可参与香兰素生物合成途径、提高香兰素的产量。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请，申请号：202210149987.8，实质审查中；持有人项目编号：SIPPE21-44。

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。