基因组分析助力挖掘肉桂链霉菌高效合成莫能菌素关键基因，开启工业生产新篇

《Systems Microbiology and Biomanufacturing》：Identification of specific genes related to efficient Monensin biosynthesis in Streptomyces cinnamonensis with genomic analysis

为提高莫能菌素（Monensin）产量，研究人员开展了肉桂链霉菌（Streptomyces cinnamonensis）莫能菌素生物合成相关基因及代谢通路的基因组分析研究。结果发现多个关键基因，构建的工程菌株产量大幅提升。该研究为其合成机制解析及工业生产奠基。

　　莫能菌素（Monensin）是一种聚醚离子载体抗生素，由肉桂链霉菌（Streptomyces cinnamonensis）发酵产生，在农业和制药领域应用广泛。本研究通过基因组分析，旨在鉴定与肉桂链霉菌莫能菌素生物合成相关的特定基因和关键代谢途径，以实现高效生产莫能菌素。研究结果显示，该菌株的基因在莫能菌素合成途径中显著富集，包括初级代谢（中心碳和脂肪酸）过程、能量代谢和次级代谢产物生物合成，这在提供充足的构建前体和能量方面具有巨大潜力。已注释的特定基因主要位于代谢途径和次级代谢产物生物合成中，分别占 90.63% 和 39.06%。其中，脂肪酸降解途径中的特定基因 fadD、fadE、fadB 和 fadA 尤为突出。单基因过表达时，这些基因分别使菌株的莫能菌素效价提高 14%、11%、22% 和 10%。进一步通过串联过表达，成功构建了工程菌株 M5。该菌株在摇瓶培养 288 小时时可产生 18.88 g/L 的莫能菌素，在 50 升生物反应器中分批补料培养时可产生 37.31 g/L，分别是起始菌株的 1.3 倍和 1.2 倍。据了解，这是目前报道的最高水平，具有巨大的工业应用前景。本研究为阐明莫能菌素的合成机制提供了遗传基础，为代谢工程改造和工业生产铺平了道路。