重組改造枯草芽孢桿菌高產(chǎn)脂肽集成技術(shù)
1.痛點(diǎn)問題
表面活性素是一種枯草芽孢桿菌脂肽,分子結(jié)構(gòu)含7個(gè)氨基酸環(huán)肽及13-16個(gè)碳鏈長度的脂肪酸,作為脂肽家族生物表面活性劑的代表性分子,具有優(yōu)異的表面/界面活性、穩(wěn)定性及抑菌、殺蟲等性能。因此,其在石油開采、工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、日化等領(lǐng)域展現(xiàn)出了非常廣闊的應(yīng)用前景。
但發(fā)酵產(chǎn)率低嚴(yán)重制約了表面活性素的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。研究表明,野生菌株的產(chǎn)量通常為1g/L以下。培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件優(yōu)化后,產(chǎn)量提高也很有限。菌株的基因工程改造方面也比較困難。表面活性素(脂肽)合成機(jī)制為特殊的非核糖體肽合成機(jī)制,基因簇很大,長度達(dá)到26Kb以上。因此很難實(shí)現(xiàn)異源表達(dá),只能進(jìn)行基因組原位突變改造。其分子結(jié)構(gòu)中既包含氨基酸、也包括脂肪酸,因此代謝途徑也很復(fù)雜。此外,發(fā)酵培養(yǎng)過程中,嚴(yán)重的起泡和泡沫溢出問題也制約了工業(yè)化的進(jìn)程。
2.解決方案
化工系于慧敏教授團(tuán)隊(duì)從南海底泥等特殊環(huán)境中篩選獲得了產(chǎn)表面活性素野生枯草芽孢桿菌,進(jìn)一步采用原位編輯超強(qiáng)啟動(dòng)子工程、特點(diǎn)氨基酸和脂肪酸代謝工程和營養(yǎng)細(xì)胞-芽孢調(diào)控綜合策略,成功構(gòu)建高產(chǎn)表面活性素的無休眠枯草芽孢桿菌超級(jí)細(xì)胞工廠,并進(jìn)一步打通了高產(chǎn)表面活性素新工藝,獲得了表面活性素液體和粉末產(chǎn)品。
3.合作需求
本項(xiàng)目尋求有志于在石油開采、工農(nóng)業(yè)、日化洗滌等不同應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行脂肽(表面活性素)新產(chǎn)品開發(fā)的企業(yè)開展合作,尤其是在上述不同領(lǐng)域具有孵化資源或資金,在工程化、產(chǎn)品化所需的場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)條件等方面具有生產(chǎn)和銷售優(yōu)勢(shì)或經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。也尋求對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景具有共同開發(fā)興趣的企業(yè)開展技術(shù)合作。最后,也希望與一些高科技園區(qū)進(jìn)行對(duì)接,推動(dòng)產(chǎn)品生產(chǎn)線建設(shè)。
清華大學(xué)
2022-09-23