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作者:胡云箫;吴俊俊;赵北辰;王阳;康振;
单位:糖化学与生物技术教育部重点实验室;食品合成生物技术教育部工程研究中心,江南大学未来食品科学中心;江南大学生物工程学院;
摘要:透明质酸具有保湿、润滑等多种生理功能,广泛应用于食品、医药和化妆品领域。目前透明质酸主要依赖于兽疫链球菌发酵生产。然而,遗传背景不清晰等问题,限制了兽疫链球菌作为底盘细胞的相关改造以及透明质酸发酵水平的提升。该研究首先对兽疫链球菌WSH-24的全基因组和转录组数据进行了测序分析,发现该菌株具有高效的糖酵解和乳酸合成能力,以及不完整的三羧酸循环和多种氨基酸合成途径的缺失。结合生长曲线分析,进一步明确该菌株为缬氨酸、谷氨酰胺、精氨酸和色氨酸4种氨基酸缺陷型。在此基础上,通过外源添加对应的氨基酸使透明质酸产量达到(2.65±0.02) g/L。其次,结合转录组测序数据,确定了维生素B_5、维生素B_7和维生素B_(12)相关合成基因的转录水平过低。通过外源添加对应的维生素有效提高透明质酸的合成,使其产量达到(2.46±0.07) g/L。最后,通过培养基优化,在3 L发酵罐上透明质酸发酵质量浓度达到5.63 g/L,生产强度为0.31 g/(L·h),相较优化前提高了33.33%。该研究为进一步改造兽疫链球菌WSH-24奠定了基础,为透明质酸的产量提升提供了支撑。
关键词:透明质酸;;兽疫链球菌;;全基因组;;转录组;;发酵优化
基金资助:国家自然基金青年科学基金项目(32000058);; 江苏省杰出青年基金项目(BK20200025);; 中央高校基本科研业务费专项资金资助(JUSRP622003)