李晨晨,李夢麗,江波,張濤∗
(食品科學與技術國家重點實驗室(江南大學),江蘇無錫,214122)
摘要
2′-巖藻糖基乳糖(2′-fucosyllactose,2′-FL)可作為益生元添加到嬰幼兒配方奶粉中,對嬰幼兒腸道菌群和免疫系統的發育至關重要。通過共表達L-巖藻糖激酶/GDP-L-巖藻糖焦磷酸化酶(L-fucokinase/GDP-L-fucosepyrophosphorylase,fkp)基因和α-1,2-巖藻糖基轉移酶(α-1,2-fucosyltransferase,futC)基因,以大腸桿菌EscherichiacoliBL21star(DE3)為出發菌株,異源表達脆弱擬桿菌(Bacteroidesfragilis)和幽門螺桿菌(Helicobacterpylori)來源的fkp和futC基因,建立了2′-FL的合成途徑。通過CRISPR/Cas9系統敲除β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,LacZ)和UDP-葡萄糖脂質載體轉移酶(UDP-glucoselipidcarriertransferase,WcaJ)基因,阻斷中間代謝產物的分解,探究該類基因對2′-FL合成的影響。實驗結果顯示:單敲除LacZ基因促進2′-FL的產量并提高1.88倍,對菌體生長影響不顯著;疊加敲除基因LacZ和WcaJ后,2′-FL的產量提高4.89倍,且對菌體生長沒有顯著影響。通過搖瓶發酵優化,確定了發酵條件為:采用限定性培養基(DM培養基),異丙基-β-D-硫代半乳糖苷誘導濃度為0.2mmol/L,誘導溫度為25°C,接種量為5%。在此條件下搖瓶培養,2′-FL產量最高可達1.44g/L。研究表明敲除β-半乳糖苷酶和UDP-葡萄糖脂質載體轉移酶基因可顯著提高2′-FL產量,為擴大其工業化生產提供參考依據。
關鍵詞2′-巖藻糖基乳糖;重組大腸桿菌;基因敲除;代謝工程;發酵優化
