通过食品级重组细菌 Bacillus subtilis 来生产e-poly-l-lysine 的全细胞生物催化剂

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 食品科学 食品科学 食品科学
• 微生物工程 微生物工程

背景情况:

• ε-Poly-l-lysine (ε-PL) 是一种天然的抗菌剂,在食品保存方面具有理想的特性.
• 目前的生产方法通常依赖于特定的微生物菌株,需要探索替代生产系统.
• 再组合微生物系统为增强和控制生产像e-PL.这样有价值的生物分子提供了潜力.

研究的目的:

• 构建一个食品级的重组细菌 Bacillus subtilis 菌株,用于 ε-Poly-l-lysine (ε-PL) 的高效生物催化.
• 优化全细胞生物催化条件以最大限度地提高 ε-PL 生产.
• 为食品级 ε-PL.的异质表达提供参考.

主要方法:

• 通过删除d-alanine赛马酶基因 (alrA) 来构建一种辅助性 Bacillus subtilis 168 (alrA^-) 菌株.
• 开发一种食品级的穿等离子体 (pMA5a),其中包含用于 ε-PL 合成和选择的必要基因.
• 工程塑体转化为B. subtilis,并优化发酵条件 (温度,pH值,基质度,细菌负荷,时间).

主要成果:

• 在B. subtilis 168 (alrA^-) 中成功建立了 ε-PL合成酶 (pls) 的功能性食品级表达系统.
• 优化生物催化条件导致最大的e-PL产量为0.33 ± 0.03 g/L.
• 通过高性能液态染色学 (HPLC) 和三-SDS-PAGE证实了产生的e-PL的身份.

结论:

• 开发的食品级重组细菌 Bacillus subtilis 菌株能够产生 ε-Poly-l-lysine (ε-PL).
• 优化的生物催化剂显著提高了e-PL产量,证明了该系统的潜力.
• 这项研究为使用微生物发酵的工业规模,食品级生产的e-PL提供了宝贵的基础.