麦角硫因（ergothioneine, ERG）是一种含巯基的组氨酸衍生物，具有抗氧化等多种功能，在医药及保健领域有广泛的应用。ERG主要由细菌和真菌合成，人类不能合成麦角硫因，只能通过食物获取。目前，ERG的生产主要有化学合成、生物提取和微生物发酵三种方法。但是，当前的ERG生产水平无法满足市场需求，急需开发能够高效合成ERG的技术。
上海医药工业研究院生物制药部陈少欣课题组对此开展研究，研究首先建立了一种适用于高通量培养和产物酶偶联分析筛选方法，然后利用蛋白质工程对ERG生物合成的两个限速酶亚砜合酶和甲基化酶进行理性设计和蛋白质分子改造，从而大幅提高ERG的合成效率。进一步在大肠杆菌中导入ERG生物合成途径，构建微生物细胞工厂。通过高密度培养，ERG的产量5g/L以上，是目前报道的最高水平，为麦角硫因的绿色生物制造奠定了基础。研究结果发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2023, 71(1):671-679，中国医药工业研究总院与复旦大学联合培养博士生张露文为论文作者。论文中酶定向进化和高通量筛选得到国家重点研发计划2021YFC2102102的资助。