近日，山东大学微生物技术国家重点实验室以及上海交通大学生命科学与生物技术学院联合在《Scientific Reports》在线发表文章称：在大肠杆菌中过表达转运蛋白提高了由L-赖氨酸生产5-氨基戊酸的产量。
聚酰胺（俗称“尼龙”），由于其在机械强度、熔点、抗腐蚀等方面优良的材料性能以及其他突出的性质，已经被广泛地应用于工业和医学领域。尼龙生产的原料普遍来源于石油化工产品，考虑到环境问题以及石油资源可用性的持续增加，找到以成本效益好、可持续的资源为原料可行的替代方案是关键。
尼龙-4,6已经商品化并且在耐热性方面优于尼龙-6和尼龙-6,6，由5-氨基戊酸经过同聚反应生产的尼龙-5，和尼龙4,6有着相似的一般特性。而5-氨基戊酸能够通过生物技术途径生产，这就保证了尼龙-5的绿色化生产。5-氨基戊酸也能够作为生产5-羟基戊酸、戊二酸和1,5-戊二醇的潜在C5平台化合物。就这一点而言，开发5-氨基戊酸的生物合成方法具有重要意义。
5-氨基戊酸是在恶臭假单胞菌中被称为氨基戊酸途径的L-赖氨酸分解代谢的中间产物。这个转化过程由两步形成：由赖氨酸2-单加氧酶（DavB）催化的L-赖氨酸到5-氨基戊酰胺的氧化反应以及由δ-氨基戊酰胺酶（DavA）催化的5-氨基戊酰胺到5-氨基戊酸的水解反应。由于对L-赖氨酸的发酵生产已经投入了巨大努力，其年产量预估可达到2,200,000吨，价格也就因此下降。基于这一点，以L-赖氨酸作为原料来生产5-氨基戊酸是合适并且经济可行的。
探索5-氨基戊酸的生产方法已经成为了重要的研究，比如说酶催化合成法以及完整细胞的生物转化法。普遍认为，由于细胞膜保护了细胞内环境，完整细胞作为催化剂要比单个的酶更加稳定。但是，细胞膜可能也是底物和催化酶之间发生反应的最大障碍，同时，由于终产物在细胞质里的积累，生产进程也会受限。针对这个问题，一个有效的解决办法就是过表达转运蛋白。细菌的转运蛋白是各种具有选择透过特定分子生理特性的跨膜锚定蛋白。代谢过程会随着底物输入以及细胞质酶催化的终极代谢产物的运输的增强而加快。
近日，山东大学微生物技术国家重点实验室以及上海交通大学生命科学与生物技术学院联合在《Scientific Reports》在线发表文章称：在大肠杆菌中过表达转运蛋白提高了由L-赖氨酸生产5-氨基戊酸的产量。他们在大肠杆菌BL21（DE3）菌株中共表达了赖氨酸2-单加氧酶（DavB）和δ-氨基戊酰胺酶（DavA）这两个酶来通过L-赖氨酸生产尼龙-5的单体5-氨基戊酸。然后在这株重组大肠杆菌中过表达了PP2911（恶臭假单胞菌的4-氨基丁酸转运体）和LysP（大肠杆菌的赖氨酸特异性透过酶）来促进5-氨基戊酸的产生。构建的这株过表达转运蛋白的大肠杆菌菌株表现出了良好的5-氨基戊酸生产能力，有望成为利用L-赖氨酸生产5-氨基戊酸的生物催化剂。这个策略不仅仅可以作为生产尼龙单体的有效方法，可能也可以应用于其他化学制品的生产。
