随着合成生物学和系统生物学的发展，全细胞生物催化和微生物发酵已可用来生产多种化工产品，不仅可生产小分子代谢产物，还可生产大而复杂的代谢产物，如多酚、类胡萝卜素、萜类、植物脂氧合酶等。但是，这些分子的产量往往很低，由于微生物宿主所需酶的低表达等因素。加氧酶（如细胞色素 P450单加氧酶和Baeyer-Villiger 单加氧酶（BVMOS））是制备复杂代谢产物的关键酶，然而它在微生物宿主细胞中通常很难表达。目前，优化在微生物宿主细胞中异源蛋白的功能性表达的方法有：优化基因表达的诱导条件（如培养温度、诱导剂的种类和浓度），启动子、核糖体结合位点（RBSs）、5′-非翻译区（5′-UTR）等基因表达系统优化，定向进化等蛋白质工程方法。
BmoF1，是一种来自荧光假单胞菌（P. fluorescens DSM50106）的Baeyer-Villiger单加氧酶，已有研究报道，它可催化氧插入酮基相邻的碳骨架。然而，它非常难以在大肠杆菌中表达。基因表达系统的优化、 BmoF1的定向进化都无法改善。而基因改造5′-UTR 可提高可溶性蛋白的表达水平。根据最近的一项研究，由310个核苷酸组成的3′-UTR可显著影响沙门氏菌（Salmonella enterica hilD）的mRNA稳定性。例如，3′-UTR的缺失会导致hilD mRNA水平增加，从而使该基因表达增强。基于这项研究，本研究人员假设BmoF1 mRNA的稳定性可通过3′-UTR来调节，从而可能会影响细胞内新合成的BmoF1多肽浓度。实验结果表明，根据假定的RNase E内切酶裂解位点在3′UTR的数目，以可溶性形式的bmof1和mo16（图1、2）表达水平以及在体内的催化活性明显改善。
图1
图2
