编辑推荐：
为提升碱性蛋白酶（AprE）产量，研究人员以解淀粉芽孢杆菌为对象，探究其生产调控机制。发现群体感应（QS）关键分子表面活性素（surfactin）可缓解碳分解代谢物阻遏（CCR），经敲除 rapF、kinC 基因，酶产量增 91.1%，缩短发酵时间。为工业菌株改良提供策略。
在工业酶领域，碱性蛋白酶（AprE）因广泛应用于洗涤剂、食品加工等行业而备受关注，但其当前产量难以满足市场需求。解淀粉芽孢杆菌虽具备生产潜力，却面临葡萄糖诱导的碳分解代谢物阻遏（CCR）问题 ——CCR 通过 CcpA 蛋白结合 cre 位点抑制 AprE 转录，而单纯敲除 ccpA 又会影响菌体生长。此外，AprE 表达的生长阶段调控机制尚不明确，制约了高产菌株的开发。在此背景下，国内研究团队围绕解淀粉芽孢杆菌 AprE 生产的分子机制展开研究，相关成果发表于《Bioresource Technology》。
该研究采用的关键技术方法包括：转录组分析（揭示不同生长阶段基因表达差异）、定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR，验证关键基因表达变化）、基因敲除技术（靶向敲除 rapF、kinC 等基因）以及 7 升生物反应器发酵验证。
转录组学揭示表面活性素的关键调控作用
研究通过比较不同生长阶段的转录组，发现群体感应（QS）通路对 AprE 表达至关重要。进一步实验表明，添加外源性表面活性素（QS 信号分子）可显著提升 AprE 产量。结合 qRT-PCR 分析，证实表面活性素的作用与缓解 CCR、调控 QS 及全局氮代谢相关。
基因敲除优化与发酵性能提升
靶向敲除 rapF、kinC 基因的工程菌株 AC-QS12，在 7 升生物反应器中实现酶活性达 223567.8 U/mL，较改造前提升 91.1%，同时发酵时间缩短 15 小时。这一结果表明，通过干预 QS 相关调控基因，可有效克服 CCR 对 AprE 生产的限制。
研究结论与意义
本研究系统阐明了表面活性素通过调控 CCR、QS 及氮代谢通路促进 AprE 生产的分子机制，证实了基因编辑（如 rapF、kinC 敲除）在提升酶产量和发酵效率中的有效性。研究不仅为解淀粉芽孢杆菌的代谢工程改造提供了新靶点，也为其他革兰氏阳性菌的胞外酶生产优化提供了借鉴策略，对推动工业酶生物制造的可持续发展具有重要意义。
