工程大肠杆菌利用甘油和乳糖高效合成2’-岩藻糖基乳糖

作     者：何滋 梁山泉 刘丹 姜雅文 江正强 杨绍青 HE Zi;LIANG Shanquan;LIU Dan;JIANG Yawen;JIANG Zhengqiang;YANG Shaoqing

作者机构：中国农业大学食品科学与营养工程学院中国轻工业食品生物工程重点实验室北京100083 

出 版 物：《食品科学》 (Food Science)

年 卷 期：2024年第45卷第18期

页      面：99-105页

核心收录：

学科分类：0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 09[农学] 0703[理学-化学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：“十四五”国家重点研发计划“绿色生物制造”专项(2022YFC2104902) 

主　　题：2’-岩藻糖基乳糖 CRISPR/Cas9 α-1 2-岩藻糖基转酶 生物合成 发酵条件优化 

摘      要：本实验在大肠杆菌BL21star(DE3)中构建2’-岩藻糖基乳糖(2’-fucosyllactose,2’-FL)的从头合成途径,通过CRISPR/Cas9系统敲除β-半乳糖苷酶基因lacZ和UDP-葡萄糖脂质载体转移酶基因wcaJ,探究不同来源α-1,2-岩藻糖基转移酶对2’-FL合成的影响,调控合成途径基因的转录水平,并进行工程菌发酵条件优化。结果表明,初始工程菌摇瓶发酵72 h后2’-FL产量为0.34 g/L,敲除lacZ和wcaJ基因后发酵72 h合成的2’-FL质量浓度提高到2.12 g/L。脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)来源α-1,2-岩藻糖基转移酶WcfB产量提升效果最好,摇瓶发酵合成的2’-FL质量浓度达4.12 g/L。经发酵条件优化,工程菌BLW-2在28℃和异丙基-β-D-硫代半乳糖苷终浓度0.2 mmol/L条件下,摇瓶发酵合成的2’-FL质量浓度提高至5.01 g/L,5 L发酵罐中分批补料发酵合成的2’-FL质量浓度达31.2 g/L。