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食品与发酵工业2026年第03期:谷氨酸棒杆菌表面展示与代谢工程生产γ-氨基丁酸

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李豪倩;史锋;

单位:江南大学生物工程学院;江南大学,食品科学与资源国家重点实验室;

摘要:γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)在医药、食品、饲料等领域应用广泛。谷氨酸棒杆菌中GABA的生产依赖外源谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase, GAD)催化L-谷氨酸脱羧,但一般GAD的最适pH值为4.0~5.0,与细胞内偏中性环境不符,限制了其活性。该研究采用细胞表面展示技术,将GAD展示在谷氨酸棒杆菌细胞表面,以解决上述问题。结果表明锚定基序PorH对于表面展示GAD是有效的,产生了1.7 g/L GABA。通过延长PorH与GAD之间接头序列至(G_4S)_3,GABA的产量提高至2.1 g/L。进一步优化发酵方式,在10~24 h阶段添加尿素调控pH,使GABA产量显著增加至9.9 g/L。最后,通过敲除GABA渗透酶编码基因gabP阻断谷氨酸棒杆菌中的GABA摄取途径,最终将GABA产量提高至10.9 g/L。该研究为在谷氨酸棒杆菌中生产GABA提供了新的思路和策略。

关键词:γ-氨基丁酸;;谷氨酸脱羧酶;;细胞表面展示;;代谢工程;;谷氨酸棒杆菌