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作者：刘琦;李阳阳;赵伟;赵钰涵;徐显皓;李江华;堵国成;吕雪芹;刘龙;
单位：江南大学未来食品科学中心;山东福洋生物科技股份有限公司;
摘要：海藻糖是一种无色无味，性质稳定的天然双糖，具有保湿、抗辐射和保护生物分子结构的重要作用，其主要通过双酶法催化生产，但转化率较低。该研究成功构建麦芽寡糖基海藻糖合酶(maltooligosyltrehalose synthase, MTSase)、麦芽寡糖基海藻糖水解酶(maltooligosyltrehalose trehalohydrolase, MTHase)以及4-α葡糖基转移酶(4-α-glucanotransferase, 4αGT)的大肠杆菌表达系统，从而构建三酶法催化体系，并通过系统优化实现了海藻糖转化率的显著提升。首先，将麦芽寡糖基合酶MTSase、麦芽寡糖基水解酶MTHase以及4-α葡糖基转移酶4αGT整合至pBAD载体中，并在大肠杆菌TR07实现可溶性表达。为进一步提升表达水平，利用生物信息学工具对序列进行优化，获得表达MTSase的重组菌株TR07-1~*和表达4αGT的重组菌株TR07-3~*,酶活力相较于序列优化前分别提高了87%和52.8%。同时，将6种蛋白促融标签(谷胱甘肽巯基转移酶、麦芽糖结合蛋白、大肠杆菌转录延长的抗终止因子蛋白、蛋白质二硫键异构酶、小泛素样修饰蛋白和硫氧还蛋白)融合于酶的N端，并结合发酵诱导温度、诱导剂浓度和诱导时OD_(600)值的优化，使MTSase和MTHase的酶活力相较初始条件分别提高了31.9%和15.2%。最终，将优化后的重组大肠杆菌应用到海藻糖的转化中，使转化率由78.65%提升至83.33%。该研究对海藻糖工业化生产具有借鉴意义。
关键词：海藻糖酶;;大肠杆菌;;序列优化;;融合表达;;海藻糖转化
基金资助：山东省重点研发计划项目(2023CXGC010714)
