微颗粒强化培养调控茂原链霉菌形态提升转谷氨酰胺酶产量的机制研究

针对茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)产转谷氨酰胺酶(TGase)效率提升的难题，研究人员通过微颗粒强化培养(MPEC)技术，探究CaCO3和滑石粉对菌丝形态及酶活的影响。实验表明，两种颗粒使TGase活性分别提升至29.05 U/mL和31 U/mL，并证实其通过优化菌丝形态促进前体酶(pro-TGase)活化，为工业微生物发酵工艺优化提供新策略。

　　

茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis) HVCP-Sm1作为转谷氨酰胺酶(Transglutaminase, TGase)的重要生产菌株，其酶制剂在食品交联加工、纺织和医疗领域具有广泛应用。研究团队创新性采用微颗粒强化培养(Microparticle-Enhanced Cultivation, MPEC)技术，通过添加CaCO₃和滑石粉(talc)显著改变菌体形态学特征——不仅使菌丝颗粒直径缩小，还抑制了过度菌丝伸长现象。

实验数据揭示，这两种微颗粒分别将TGase产量从基线15 U/mL提升至29.05 U/mL和31 U/mL，同时加速了酶原(pro-TGase)的成熟过程。深入机制研究表明，这种产量提升源于群体感应(quorum sensing)、能量代谢与菌丝形态优化的三重协同效应，最终激活了次级代谢通路。该发现为理解丝状微生物形态-代谢偶联机制提供了新视角，也为工业级TGase生产提供了可量化的工艺优化方案。