《Catalysts》:Display of Linoleic Acid Isomerase on Bacillus subtilis Spores for Bioconversion of Linoleic Acid to t10,c12-Conjugated Linoleic Acid
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共轭亚油酸(Conjugated linoleic acid, CLA)是由亚油酸(Linoleic acid, LA)的位置异构体和几何异构体组成的混合物,因其报道的生物学活性而备受关注。尤其是trans-10,cis-12-CLA(t10,c12-CLA)
共轭亚油酸(Conjugated linoleic acid, CLA)是由亚油酸(Linoleic acid, LA)的位置异构体和几何异构体组成的混合物,因其报道的生物学活性而备受关注。尤其是trans-10,cis-12-CLA(t10,c12-CLA)与独特的代谢效应相关,但其选择性生产仍具有挑战性,因为常规化学合成会产生CLA异构体混合物。在本研究中,研究人员将来自痤疮丙酸杆菌(Propionibacterium acnes)的亚油酸异构酶(Linoleic acid isomerase, PAI)通过融合至孢子外壳蛋白而展示在枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)孢子上,以开发一种用于t10,c12-CLA生产的生物催化剂。研究人员构建了24株重组B. subtilis菌株,将PAI与六种孢子外壳蛋白以不同连接肽架构融合。所有构建体均可从5 mg/mL LA中产生可检测的t10,c12-CLA,表明孢子展示的PAI仍保持催化活性并可接触胞外底物。CgeA-L2构建体在测试条件下表现出最高的平均CLA产量,约为1.33 mg/mL CLA。时间进程实验显示,产物形成在反应初始阶段增加,随后达到平台期,而回收的孢子在一次再利用循环后仍保留催化活性。最后,孢子展示的PAI可转化可溶性脂肪酶从红花油中释放的LA。综上,这些结果确立了B. subtilis孢子作为PAI的功能性展示平台,并为进一步开发可回收的CLA生产催化剂提供了基础。
共轭亚油酸(CLA)是一组亚油酸(LA)的位置和几何异构体,因其报道的生物学活性而受到广泛关注。其中,trans-10,cis-12-CLA(t10,c12-CLA)与特定的代谢效应相关,但传统化学合成会产生多种CLA异构体混合物,难以实现单一异构体的选择性生产。生物合成途径具有区域和立体选择性,来自痤疮丙酸杆菌(Propionibacterium acnes)的亚油酸异构酶(LAI,即PAI)可一步将LA直接转化为t10,c12-CLA,因此是理想的选择性催化剂。然而,PAI的异源表达面临酶可溶性差、宿主脂肪酸代谢干扰、底物/产物毒性以及催化剂回收困难等问题。表面展示技术可将酶固定在微生物细胞表面,而枯草芽孢杆菌孢子具有极高的抗逆性和可回收性,是潜在的展示平台。此前在毕赤酵母中展示的PAI无催化活性,在酿酒酵母中活性极低、转化效率差。为此,研究人员开展了本研究,旨在开发一种基于B. subtilis孢子的PAI展示系统,实现t10,c12-CLA的可回收生物催化生产。研究人员将PAI与六种孢子外壳蛋白(CgeA、CotV、CotW、CotX、CotY、CotZ)融合,并引入不同连接肽架构,构建了24种重组B. subtilis菌株。所有构建体均能将5 mg/mL LA转化为可检测的t10,c12-CLA,其中CgeA-L2产量最高,约1.33 mg/mL。时间进程显示产物在约2小时内上升后达平台;回收孢子在一次再循环后仍具