组合策略提高枯草芽孢杆菌中几丁二糖脱乙酰酶的胞外表达

作     者：刘杨韬 李阳阳 贾士儒 侯颖 

作者机构：天津科技大学生物工程学院 江南大学未来食品科学中心 

出 版 物：《食品与发酵工业》 (Food and Fermentation Industries)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081703[工学-生物化工] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0836[工学-生物工程] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

基　　金：天津市科学基金(18JCQNJC78600) 

主　　题：几丁二糖脱乙酰酶 枯草芽孢杆菌 信号肽 启动子 发酵优化 

摘      要：几丁二糖脱乙酰酶（diacetylchitobiose deacetylase， Dac）能够将乙酰氨基葡萄糖（N-acetylglucosamine， GlcNAc）水解成生物活性物质氨基葡萄糖（glucosamine， GlcN），而高效生产Dac是实现该催化过程的关键。以一株表达Dac的Bacillus subtilis BS-P43-NMK-T0为出发菌株，首先筛选了12种信号肽，其中，信号肽NprB引导Dac分泌能力最强，并且优化其功能区域后，重组菌株BS-P43-NMK-T4-N1的胞外酶活力达到69.83 U/mL；随后，筛选了3个诱导型启动子，其中启动子Pgrac100诱导表达效果最好，优化诱导条件后重组菌株BS-NMK-T4-N1-Pgrac的胞外酶活力提高至88.92 U/mL；当发酵条件为接种量4%、葡萄糖20 g/L（碳源）和营养肉汤10 g/L（氮源），胞外Dac酶活力达到127.59 U/mL，而在摇瓶中补加葡萄糖可以使Dac活性进一步提高至144.25 U/mL；最后，在3-L发酵罐中进行放大培养，胞外Dac活性为319.63 U/mL，是出发菌株胞外Dac活性的7.09倍。该研究为酶转化法制备GlcN的工业化生产提供基础研究。