近期，江南大學(xué)生物工程學(xué)院徐建中課題組在代謝改造谷氨酸棒桿菌以淀粉為主要原料一步發(fā)酵生產(chǎn)L-賴氨酸方面取得重要進展，研究成果“Rational reformation ofCorynebacterium glutamicumfor producing L?lysine by one?step fermentation from raw corn starch”正式發(fā)表于Applied Microbiology and Biotechnology （IF=4.813） （https://doi.org/10.1007/s00253-021-11714-z）。

 

　　L-賴氨酸是人類和動物必需的氨基酸，已廣泛應(yīng)用于飼料工業(yè)、食品工業(yè)和制藥業(yè)。目前L-賴氨酸發(fā)酵生產(chǎn)以葡萄糖為主要原料，而葡萄糖主要通過酸或酶催化從淀粉中產(chǎn)生，這都為生產(chǎn)L-賴氨酸增加了成本。因此，如何提高淀粉的使用效率或簡化淀粉的處理過程已成為工業(yè)賴氨酸發(fā)酵中需要解決的關(guān)鍵問題。

 

　　徐建中副教授團隊采用“傳統(tǒng)育種”和“基因工程育種”相結(jié)合的方法，對谷氨酸棒桿菌進行系統(tǒng)性改造，發(fā)現(xiàn)使該菌能夠以淀粉為主要原料高效生產(chǎn)L-賴氨酸的兩個關(guān)鍵因素：一是使該菌能夠在高溫下正常生長從而為高活性淀粉水解酶提供環(huán)境；二是將最適外源淀粉水解酶在谷氨酸棒桿菌中成功表達從而使該菌具有降解淀粉的能力。該研究通過適應(yīng)性實驗室進化、異源表達淀粉水解酶、重組雙功能酶的融合表達和發(fā)酵驗證等實驗，成功實現(xiàn)將菌株耐高溫的性能和高效降解淀粉的能力結(jié)合到一株產(chǎn)L-賴氨酸的谷氨酸棒桿菌中，使其能夠以淀粉為主要原料高效地生產(chǎn)L-賴氨酸。這是首次報道的以淀粉為主要原料一步法高效合成L-賴氨酸的工程化產(chǎn)生菌，為實現(xiàn)以淀粉為主要原料工業(yè)化生產(chǎn)氨基酸提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

 

　　徐建中副教授為論文通訊作者，生物工程學(xué)院碩士生李昌隆為第一作者。上述研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃項目（2021YFC2100900）、江南大學(xué)工業(yè)生物技術(shù)教育部重點實驗室資金（KLIB-KF 202004）。