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槐糖脂(SLs)作为一类糖脂生物表面活性剂应用潜力大。研究人员针对其合成效率问题,对拜氏星形酵母(Starmerella bombicola)开展代谢工程改造研究,通过敲除PXA1、过表达 CYP52M1 等操作,最终使发酵液 SLs 滴度达 232.27±13.83 g/L,为大规模生产奠定基础。
槐糖脂(Sophorolipids, SLs)是由拜氏星形酵母(Starmerella bombicola)天然合成的一类糖脂生物表面活性剂,由槐糖(sophorose)和脂肪酸组成,具有优异的乳化性、降低表面张力能力、低毒性和高生物降解性,在食品、洗涤剂和农业等行业具有广阔应用前景。本研究筛选出一株通过多轮复壮后能够高效稳定合成 SLs 的拜氏星形酵母作为野生型菌株。首先,敲除了脂肪酸 β- 氧化(β-oxidation,SLs 合成的竞争途径)的关键基因PXA1,削弱了 β- 氧化途径,构建了 P1 菌株,其 SLs 滴度达到 66.96±4.29 g/L,较野生型菌株(48.11±3.50 g/L)提高了 50.5%。随后,通过增强脂肪酸 ω- 氧化途径中的关键酶 CYP52M1 的表达,构建了 PC1 菌株,其 SLs 滴度达到 88.50±4.91 g/L,较野生型菌株提高了 98.8%。最后,在 5 L 发酵罐中对 PC1 菌株进行放大发酵,通过分批补料发酵,第 7 天 SLs 滴度达到 232.27±13.83 g/L。本研究表明,经工程改造的拜氏星形酵母菌株能够高效生产高滴度 SLs,使大规模生物合成 SLs 成为可能。