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作者：谢专;张维娇;熊海波;康振;
单位：江南大学生物工程学院,糖化学与生物技术教育部重点实验室;江南大学,未来食品科学中心;江苏省合成生物基础研究中心;嘉兴未来食品研究院;
摘要：硫酸软骨素A(chondroitin sulfate A, CSA)是关节软骨修复中不可或缺的重要成分。CSA由软骨素4-O-磺基转移酶-1(chondroitin 4-O-sulfotransferase-1, C4ST-1)催化软骨素中N-乙酰氨基半乳糖胺(N-acetylgalactosamine, GalNAc)4号位羟基磺酸化合成。然而，由于C4ST-1酶活性较低，其催化能力受限，进而阻碍了CSA的工业化生产进程。为此，该研究旨在通过结合重组菌构建和培养基优化提升C4ST-1酶活性。首先在筛选确定了以毕赤酵母GS115为底盘细胞的基础上，进一步优化了以OST1-α分泌信号肽和SUMO Pro 3促溶标签的组合方式进行C4ST-1分泌表达，经摇瓶发酵C4ST-1最高酶活性为1 889.2 U/L。鉴于前期研究发现无机盐对C4ST-1酶活性的抑制以及现有培养基成本较高问题，该研究通过优化培养基组分，发现不添加昂贵成分酵母无氨基氮源(yeast nitrogen base without amino acids, YNB)时，C4ST-1酶活性较原培养基提高68.4%。此外，结合碳源、其他氮源以及生物素的筛选与优化使C4ST-1酶活性进一步提高。最终，在5L发酵罐补料分批发酵72 h时，获得最高酶活性为5 040.7 U/L。该研究不仅为CSA规模化生产奠定了基础，也将为其他糖胺聚糖(如肝素、硫酸皮肤素)合成所需的磺基转移酶发酵生产提供借鉴。
关键词：软骨素4-O-磺基转移酶;;毕赤酵母;;信号肽;;促溶标签;;发酵优化
基金资助：国家重点研发计划项目(2024YFF1106300);; 国家自然基金联合基金项目(U24A20368,32400056);; 江苏省合成生物基础研究中心资助项目(BK20233003);; 江苏省基础研究计划自然科学基金-青年基金项目(BK20241616);; 国家资助博士后研究人员计划项目(GZC20240607)
