Стратегии метаболической инженерии Corynebacterium glutamicum для получения аминокислот, содержащих серу: современное состояние и перспективы

Аминокислоты, содержащие серу (например, L-метионин и L-цистеин), — важные биологически активные вещества, используемые в фармацевтической, пищевой, кормовой и косметической промышленности. По сравнению с традиционным химическим синтезом, сопровождающимся загрязнением окружающей среды и сложными процессами разделения энантиомеров, микробные клеточные фабрики стали перспективной платформой для их биотехнологического производства благодаря экологичности и высокой специфичности катализа. Однако современные исследования преимущественно посвящены Escherichia coli, тогда как возможности Corynebacterium glutamicum, хорошо зарекомендовавшей себя в производстве аминокислот, изучены значительно слабее. В этом обзоре рассматриваются пути биосинтеза L-метионина и L-цистеина, регуляторные ограничения и физиологические факторы у C. glutamicum, особенно с точки зрения согласованного функционирования углеродного, серного и азотного обмена. Кроме того, выявлены ключевые ограничения, связанные с усвоением серы, распределением предшественников, регуляцией по принципу обратной связи, балансом кофакторов, экспортом продукта и эффективностью ферментации. С учётом этих ограничений обсуждаются целенаправленные стратегии метаболической инженерии, а также обозначаются сохраняющиеся проблемы и приоритетные направления развития биосинтеза аминокислот, содержащих серу, у C. glutamicum.