代谢工程改造甲醇利用途径,显著提升毕赤酵母表达重组木聚糖酶 B 的效率

【字体: 时间:2025年05月04日 来源:Archives of Microbiology 2.3

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  黑曲霉(Aspergillus niger)ATCC 1015 木聚糖酶 B 在食品和农业领域意义重大。研究人员通过重组毕赤酵母(Komagataella phaffii)共表达甲醇代谢和辅因子循环相关酶,提升了重组木聚糖酶 B 表达,为相关产业提供助力。

  黑曲霉(Aspergillus niger)ATCC 1015 木聚糖酶 B(xylanase B)在食品工业以及农业木质纤维素利用方面是一种极为重要的酶。利用微生物底盘细胞异源表达木聚糖酶 B 备受关注,其中毕赤酵母(Komagataella phaffii)更是热门选择。
在本研究中,重组毕赤酵母共表达参与甲醇代谢和辅因子循环的酶,有效提高了重组木聚糖酶 B 的表达。首先,共表达毕赤酵母甲醛脱氢酶(Fld)来促进甲醛的异化作用。接着,共表达酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)NADH 激酶 Pos5 以促进 NADPH 生成,同时共表达毕赤酵母 2 - 氧戊二酸转运体(Odc1),它参与线粒体 NAD+的再生过程,通过将 2 - 氧戊二酸转化为苹果酸来维持 NAD+/NADH 平衡。

最终,木聚糖酶 B 的体积生产力达到 26.22 U/(mL?h),比生产力达到 8.27 U/(g?h),体积生产力提高了 93.2%,比生产力提高了 101.8%。而且,提高甲醇利用率能让更多碳流入代谢途径,进而增加重组蛋白的产量。Fld、Pos5 和 Odc1 的共表达使甲醇消耗提高了 10%,且未降低比生长速率,为高效表达重组木聚糖酶 B 提供了工程化的毕赤酵母菌株。本研究的多酶共表达策略,切实有效地提高了食品和农业领域重组蛋白的表达水平。

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