蔗糖双重调控枯草芽孢杆菌WB600自溶抑制与角质酶增效生产的分子机制

本研究揭示了蔗糖通过重编程代谢网络（调控细胞壁肽聚糖合成基因表达、重塑自溶酶谱、增强中心碳代谢及抗氧化应激能力），协同抑制重组枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）WB600的自溶（autolysis）并提升角质酶（keratinase）产量至5670.70±8.09 U/mL（较对照提高1.3倍），为工业发酵中细菌自溶控制提供了经济高效的新策略。

　　

Highlight

蔗糖通过三重作用机制协同提升枯草芽孢杆菌WB600性能：

1. 1.

   自溶抑制：通过促进细胞壁肽聚糖（peptidoglycan）合成基因表达，显著延迟细胞自溶（autolysis），使生物量提升；

2. 2.

   形态调控：改变细胞形态与运动性，增强环境适应性；

3. 3.

   角质酶增效：通过增强碳通量（carbon flux）和抗氧化能力（anti-oxidative stress），使角质酶（keratinase）活性在60小时发酵时达5670.70±8.09 U/mL，较对照组提高30%。

结论

本研究首次阐明蔗糖通过多靶点代谢重编程（metabolic reprogramming）实现枯草芽孢杆菌WB600的自溶抑制与角质酶生产协同增效，为微生物工业发酵提供了"一石三鸟"（抑制自溶、优化形态、提升产量）的简单经济策略。