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科研进展

澳门welcome登录路线王光远副教授课题组在微生物果聚糖合成领域取得新进展

    2024-02-05 12:21:16 来源:澳门welcome登录路线          浏览数:0

近日,青岛农业大学澳门welcome登录路线王光远副教授课题组在生物工程领域TOP期刊Bioresource Technology(影响因子11.4,中科院1区)发表了题为“A strategy to reduce the byproduct glucose by simultaneously producing levan and single cell oil using an engineered Yarrowia lipolytica strain displaying levansucrase on the surface”的研究论文。

Levan果聚糖是果糖分子以β-(2,6)糖苷键连接而成的聚合物。由于其抗氧化、抗炎、抗菌和抗肿瘤等特性,被广泛应用于食品和制药行业。Levan果聚糖的合成方法主要有化学合成法、微生物发酵法和酶法,但是存在合成过程复杂、副产物难以除去等问题。在Levan果聚糖合成过程中,通常以蔗糖作为合成底物。果聚糖合成酶将蔗糖中的果糖基单元转移到多糖聚合物上。然而,在此过程中只有有蔗糖中的果糖基单元得到了有效利用,这导致了大量副产物葡萄糖的产生。因此,如何有效利用Levan果聚糖生物合成后剩余的葡萄糖具有重要意义。

对此,课题组利用葡萄糖杆菌来源的LevS基因构建了工程化解脂耶氏酵母菌株。解脂耶氏酵母是一种公认安全、高产能的油脂酵母。测试发现,在5升发酵罐中,工程化酵母菌株经156小时培养后,有81.2%的蔗糖被酶解利用,同时合成了58.9 g/L的Levan果聚糖。整个发酵过程中,发酵液中的葡萄糖始终保持在较低水平(小于8.5 g/L),这表明副产物确实得到了有效利用。最终这些发酵副产物被转化成了21.8 g/L的细胞,这些细胞中的油脂含量达到了25.5% (w/w)。

本次研究不仅利用工程化的解脂耶氏酵母细胞合成高水平的Levan果聚糖,同时还将副产物葡萄糖转化为微生物油脂,该方法将有利于降低微生物油脂和果聚糖的生产成本。此外,从可持续发展的角度来看,在工农业领域中存在着大量含有蔗糖的副产物,如糖蜜、甘蔗渣等。因此,该项研究所开发的工艺在处理这些含糖副产物方面也具有潜在的应用前景。

本项工作中,澳门welcome登录路线硕士研究生田俊婕、魏姝敏为论文共同第一作者,王光远副教授为该篇论文的通讯作者。该研究得到了山东省自然科学基金、山东省泰山学者计划等项目的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.130395

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