医薬品製造は絶えず進化しており、鍵となる中間体を効率よつつ環境負荷も抑えて生産することが急務となっています。この分野で先駆け的な取り組みを見せているのが、不天然アミノ酸L-2-アミノ酪酸（L-ABA）を主軸とする寧波イノファームケム株式会社です。

従来、L-ABAの合成は化学ルートに大きく依存しており、苛酷な反応条件や副生物の堆積、精製プロセスの煩雑さといった課題を抱えていました。そこで注目されるのが、代謝工学と産業用発酵技術による「緑の」革新的手法。

代謝工学とは、細胞の代謝経路を遺伝子や酵素操作で再設計し、ターゲット化合物へ指向させる技術。同社はこの手法を駆使し、ブドウ糖などの単純糖からL-ABAまでを1ステップで生産する、強靭な大腸菌ホスト株の構築に成功しています。

具体的な戦略には次のような要素が含まれます。

  • L-スレオニン脱水素酵素（ilvA）の過剰発現により、L-スレオニンから2-ケト酪酸（2-KB）への変換を加速。
  • 2-KBをL-ABAへ変換するL-ロイシンデヒドロゲナーゼ（leuDH）導入。
  • 競合経路であるL-イソロイシン合成に関わるilvIH遺伝子の除去により、カーボンフラックスをL-ABA方向へ確実に誘導。
  • L-スレオニン流出に関与するrhtA遺伝子の欠損により、前駆体の細胞内蓄積を促進。
  • 各種酵素遺伝子のプロモーター強度の精巧な調節による、基質・産物阻害の回避と収率向上。

これらの設計を反映した高性能宿主株を用いた連続式流加発酵では、従来のフラスコ培養に比べて桁違いのL-ABA生産量を達成。結果として、同社は世界中の製薬企業から高まる中間体需要に確実に応え、持続可能な医薬品供給チェーン構築に先鞭をつけています。