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综述:在产甘油假丝酵母中表达纤维素酶并强化表达水平以应用于含残渣发酵提高甘油产量
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月28日 来源:Biotechnology Letters 2
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(编辑推荐)本研究通过信号肽挖掘与半理性设计策略,在产甘油假丝酵母(C. glycerinogenes)中实现纤维素酶系统(13.6 U/mL)的胞外分泌,利用甘蔗渣水解液(110 g/L)发酵使甘油产量达50 g/L,残渣利用率提升至43.3%,为农业废弃物(lignocellulose)转化提供新思路,同时减少12.1%纤维素酶(cellulase)使用量。
Abstract
研究聚焦于利用代谢工程改造产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes),构建高效降解木质纤维素(lignocellulose)的细胞工厂。通过筛选多种纤维素酶(cellulase)基因,结合信号肽(signal peptide)优化与半理性设计(semi-rational design),成功获得重组菌株Cg4,其总纤维素酶活性达13.6 U/mL,显著提升酶分泌能力。
Objectives
旨在开发一种整合纤维素降解与甘油发酵的绿色工艺。以农业废弃物(如甘蔗渣)为底物,通过工程菌直接转化木质纤维素为甘油,减少传统预处理中高成本纤维素酶的使用。
Results
实验采用40 g/L预处理甘蔗渣作为碳源,在110 g/L水解液中,Cg4菌株实现50 g/L甘油产量,残渣利用率达43.3%。关键突破在于:1)采用真菌来源信号肽增强酶分泌;2)通过启动子优化协调纤维素酶(CBH/EG)表达比例;3)同步糖化发酵(SSF)工艺降低酶用量12.1%。
Conclusion
该研究为木质纤维素废弃物高值化利用提供新路径:1)降低农业废弃物焚烧导致的碳排放;2)减少工业水解环节外源纤维素酶依赖;3)拓展了C. glycerinogenes在生物炼制(biorefinery)中的应用潜力。未来可进一步优化菌株耐逆性,以适配复杂工业废料环境。
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