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利用工程化白链霉菌菌株将农业废弃物生物转化为ε-聚-L-赖氨酸
《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Bioconversion of agricultural waste to ε-poly-l -lysine by an engineered Streptomyces albulus strain
【字体： 大 中 小 】 时间：2026年09月28日 来源：World Journal of Microbiology and Biotechnology 4.7
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摘要目前，绝大多数农业废弃物被焚烧或掩埋在土壤中，导致全球范围内的环境污染和资源浪费。为了实现农业废弃物的环保生物转化，本研究利用工程化Streptomyces albulus进行固体发酵（SSF），将菜籽饼转化为 ε-聚-L-赖氨酸（ε-PL），这是一种广泛用作天然安全食品
目前，绝大多数农业废弃物被焚烧或掩埋在土壤中，导致全球范围内的环境污染和资源浪费。为了实现农业废弃物的环保生物转化，本研究利用工程化Streptomyces albulus进行固体发酵（SSF），将菜籽饼转化为 ε-聚-L-赖氨酸（ε-PL），这是一种广泛用作天然安全食品防腐剂的 L-赖氨酸均聚物。首先，基于基因组分析和农业废弃物的特性表征，揭示了S. albulus 对木质纤维素废弃物的生物转化潜力，并进行了初步实验验证。其次，通过过表达 ε-PL 生物合成途径的关键基因eno1、 eno2、 pepc、 ask 和 pls，获得了高产工程菌株，从而促进了菜籽饼的生物转化。在突变株中，S. albulus PLS 获得了最高的 ε-PL 滴度，在固体发酵中是对照菌株的 9.3 倍。并且，通过优化 SSF 工艺，ε-PL 滴度进一步提高了至原来的 1.6 倍。最后，我们表征了生物转化过程中 S. albulus PLS 的生长发育状态和木质纤维素生物降解情况。总体而言，本研究确定了一种农业废弃物增值利用的策略，该工程菌株为从木质纤维素废弃物生产 ε-PL 提供了一个有前景的 SSF 微生物底盘。
目前，绝大多数农业废弃物被焚烧或掩埋在土壤中，导致全球范围内的环境污染和资源浪费。为了实现农业废弃物的环保生物转化，本研究利用工程化Streptomyces albulus进行固体发酵（SSF），将菜籽饼转化为 ε-聚-L-赖氨酸（ε-PL），这是一种广泛用作天然安全食品防腐剂的 L-赖氨酸均聚物。首先，基于基因组分析和农业废弃物的特性表征，揭示了S. albulus 对木质纤维素废弃物的生物转化潜力，并进行了初步实验验证。其次，通过过表达 ε-PL 生物合成途径的关键基因eno1、 eno2、 pepc、 ask 和 pls，获得了高产工程菌株，从而促进了菜籽饼的生物转化。在突变株中，S. albulus PLS 获得了最高的 ε-PL 滴度，在固体发酵中是对照菌株的 9.3 倍。并且，通过优化 SSF 工艺，ε-PL 滴度进一步提高了至原来的 1.6 倍。最后，我们表征了生物转化过程中 S. albulus PLS 的生长发育状态和木质纤维素生物降解情况。总体而言，本研究确定了一种农业废弃物增值利用的策略，该工程菌株为从木质纤维素废弃物生产 ε-PL 提供了一个有前景的 SSF 微生物底盘。
