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植物多酚具有重要的营养和药用价值。然而，大大都多酚对微生物具有细胞毒性，它们会对细胞的完整性以及物质的运输过程发作负面影响。为了提高工程菌株的生产本能机能，制定策略缓解这些影响。

白藜芦醇当作植物多酚的一种，来自德国亚琛家当大学的Jan Marienhagen教授和他所带领的团队运用谷氨酸棒杆菌查究了白藜芦醇出产过程中产物在细胞膜和细胞壁中的积累境况，通过试验和分子动力学模拟揭示了由白藜芦醇导致的膜强硬效应。通过筛选游离脂肪酸使白藜芦醇滴度提高了三倍。

白藜芦醇在谷氨酸棒杆菌中的定位

谷氨酸棒杆菌RES1是一种白藜芦醇生产菌，研究发觉RES1 的细胞质、细胞膜和细胞壁中的白藜芦醇含量相当于总产品浓度的 30% 和 58%。这表知道藜芦醇主要富集在细胞膜。

筛选可降低白藜芦醇细胞毒性的脂肪酸补充剂

RES1 的培养基中添加 12 种分歧的脂肪酸，以改善白藜芦醇的跨膜外流。实验中包含的脂肪酸有：4 种饱和脂肪酸、6 种顺式不饱和脂肪酸、2 种反式不饱和脂肪酸。发酵结果展现棕榈酸和亚油酸对应的白藜芦醇滴度最高。

补充棕榈酸或亚油酸可改善白藜芦醇的合成

增加差异浓度的棕榈酸和亚油酸，考究提高白藜芦醇产量的最好脂肪酸浓度。结果呈现参预40 µM的亚油酸，产量升迁了50%并对生长产生按捺。棕榈酸则别国体现出过强的按捺生长的负面影响，最高产量为1.94 ± 0.03 mM。当参预20 µM棕榈酸和20 µM亚油酸混合物时，白藜芦醇的产量为1.8 mM。

白藜芦醇对膜结构和特性的影响

劳丹荧光测定法研究了在产生白藜芦醇的过程中膜流动性的变化，劳丹荧光极化值为衡量膜流动性的参考。诱导后GP添补表理解藜芦醇会导致细胞膜坚硬。增补有0.5 mM白藜芦醇的细胞荧光结果表理解藜芦醇的存在会顿时对细胞膜产生坚硬作用。为了从分子水平解释荧光衡量得出的 GP 值添补的原因，Jan Marienhagen团队使用粗粒马蒂尼力场对谷氨酸棒杆菌细胞膜模子进行了 MD 模拟。在模拟过程中，作者观察到白藜芦醇分子以极低的概率从膜上离开，随后在水中停留一段光阴后再重新连系。MD 模拟体现膜侧向压缩系数添补了两倍以及主要脂质的扩散系数减慢了两倍表理解藜芦醇显著添补了脂膜的刚性，同时减缓了其动态变化。

补充脂肪酸可抵消白藜芦醇的作用

有棕榈酸和亚油酸存在的境遇下，对RES1 发作白藜芦醇过程中膜流动性进行解析。结合HPLC-MS检测得到的游离的棕榈酸和亚油酸结果表明，补加的棕榈酸和亚油酸主要以游离的形式存在于细胞膜中。

补充多种脂肪酸可增加白藜芦醇的合成

因为高浓度的亚油酸会对RES1 的生长和白藜芦醇出产产生负面影响，因此在栽培过程中，于0 h、24 h、48 h添补了三次 40 µM 亚油酸或 40 µM 棕榈酸，结果体现脉冲流加差异将产量提高了17% 和21%。另外，Jan Marienhagen团队查究了出产黄酮类化合物柚皮苷的重组菌NAR1可否借助脂肪酸升迁产量。结果体现多次添加 40 µM 亚油酸或棕榈酸可使柚皮苷滴度增补两倍。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-40947-x

作者：Sleepingman