高效甲醇利用菌株Methylophilus sp. HN238的筛选、发酵优化及其微生物蛋白生产机制研究

为应对全球对高质量蛋白规模化生产的迫切需求，来自国内的研究团队聚焦甲醇源微生物蛋白开发，通过筛选获得高效甲基营养菌株Methylophilus sp. HN238。通过培养基优化使摇瓶发酵蛋白产量提升387.30%，5 L生物反应器中蛋白含量达57.30%，其氨基酸组成符合WHO标准。转录组分析揭示高甲醇浓度(50 g/L)会通过调控maxI基因编码的甲醇脱氢酶(MDH)与甲醛脱氢酶(FLD)失衡，导致甲醛积累和电子传递链(cyt c)抑制，为甲醇-生物质转化代谢工程提供新见解。

　　

全球对高性价比优质蛋白的旺盛需求，正推动甲醇基微生物蛋白成为极具潜力的解决方案。科研团队从50株甲基营养菌中优选出能以甲醇为唯一碳源的Methylophilus sp. HN238，通过培养基组分优化实现摇瓶发酵蛋白产量暴增387.30%，放大至5升生物反应器后蛋白含量高达57.30%。氨基酸谱分析显示该蛋白含18种定量检出氨基酸，其中必需氨基酸占比44.10%，完全达到世界卫生组织(WHO)优质蛋白标准。

有趣的是，当比较10 g/L与50 g/L甲醇浓度下的代谢响应时，转录组数据捕捉到精妙的调控失衡现象：高浓度甲醇会刺激maxI基因编码的甲醇脱氢酶(MDH)上调，却反常抑制甲醛脱氢酶(FLD)和细胞色素c(cyt c)表达。这种"代谢跷跷板"效应导致细胞内甲醛堆积，不仅削弱电子传递链效率，还引发氧化应激，最终拖累菌体生长。该研究不仅证实HN238菌株在高甲醇环境下的蛋白生产潜力，更通过解码关键代谢瓶颈，为定向改造甲醇转化通路提供了分子地图——比如平衡MDH/FLD表达或增强抗氧化防御，都可能成为提升碳转化效率的工程靶点。