综述：丝状真菌细胞壁——生物技术的挑战与机遇

这篇综述系统探讨了丝状真菌细胞壁的结构、功能及其在生物技术中的应用潜力，重点分析了细胞壁突变体对工业酶分泌的优化作用（如α-1,3-葡聚糖合成酶基因agsE缺失），并展望了从真菌生物质中提取几丁质（chitin）和壳聚糖（chitosan）的循环生物经济价值。

　　

丝状真菌细胞壁的复杂性

丝状真菌的细胞壁由内层刚性核心（几丁质和β-1,3/β-1,6-葡聚糖）和外层凝胶状基质（多糖和糖蛋白）组成，其动态结构通过固相核磁共振（ssNMR）等新技术揭示。细胞壁合成涉及几丁质合成酶（Chs）和β-葡聚糖合成酶（Fks），而细胞壁完整性（CWI）通路通过MAPK级联（如MpkA）响应环境压力。

酶分泌与细胞壁的相互作用

工业菌株如黑曲霉（Aspergillus niger）和里氏木霉（Trichoderma reesei）通过常规分泌途径（ER-高尔基体）和非常规途径（如锁型分泌）输出酶类。细胞壁作为分子筛，其孔隙度和生化特性（如壳聚糖含量）显著影响蛋白通过效率。α-淀粉酶在米曲霉（A. oryzae）中因与几丁质结合而滞留的现象，揭示了细胞壁组成对产物回收率的关键影响。

形态与生产力的关联

分散生长（低HGU）的菌株因更多活跃菌丝顶端而提升酶分泌，而pellet形态会限制传质。基因改造（如rho-GTPase ArfA过表达）或化学诱导（无机微粒）可调控形态，同时改变细胞壁交联度。例如，α-1,3-葡聚糖合成酶基因（agsB）缺失使黑曲霉呈现分散表型，酶产量提高1.87倍。

真菌生物质的增值利用

每年约6700万立方米的发酵废料含200万吨细胞壁，其中几丁质提取潜力达15万吨。真菌壳聚糖因其非随机脱乙酰模式（通过CDA酶）在医药和农业中独具优势。当前挑战在于分离几丁质与β-葡聚糖的紧密复合物，而细胞壁突变体可能优化这一过程。

未来展望

理解细胞壁动态与分泌压力的互作（如UPR与CWI通路交叉）将推动菌株工程。结合发酵优化与生物质增值，可实现从酶生产到高值生物聚合物的循环经济闭环。