白色鏈霉菌ε-聚賴氨酸合酶的異源表達及重組菌全細胞合成ε-聚賴氨酸的條件優化

ITUZE KUBANA Marie Claudine，喬郅鈉，徐美娟，陳旭升，楊套偉，張顯，邵明龍，饒志明

(江南大學 生物工程學院， 江蘇 無錫，214122)

ε-聚賴氨酸是一種L-賴氨酸均聚物，主要由鏈霉菌屬和一些絲狀真菌分泌產生[1-2]。由于ε-聚賴氨酸具備易被生物降解、可食用、對人體和環境無毒無害等特點而廣泛應用于食品和醫藥行業[3-5]。近幾年，人們對ε-聚賴氨酸的研究也越來越多，但大多都是針對ε-聚賴氨酸生產菌株進行發酵條件優化(包括培養基優化[6]、營養物質流加[7]、pH調控[8]等)和菌株育種改造(物理和化學誘變[9-10]、核糖體工程[11]、等離子誘變和基因組改組[12])等策略來改善ε-聚賴氨酸的產量。利用白色鏈霉菌直接進行發酵來實現ε-聚賴氨酸的生產是最為常用的方法，如REN等利用發酵培養基優化和兩階段pH控制策略，對Streptomycessp.M-Z18進行5 L發酵罐補料分批發酵192 h，其ε-聚賴氨酸產量高達54.7 g/L[8]。雖然其ε-聚賴氨酸產量很高，但發酵周期長，且發酵液成分復雜，不利于ε-聚賴氨酸的分離純化。

利用全細胞作為催化劑進行目標產物的生產已成為一種趨勢，這種方法成本低、易操作，而且副產物少、有利于分離純化。目前，ε-聚賴氨酸的生產菌株大多是白色鏈霉菌，白色鏈霉菌是非食品安全性菌株，而ε-聚賴氨酸主要用于食品和醫藥行業，故其產品安全性問題令人堪憂[13-14]。枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)是一種經美國食品藥品監督管理局批準的GRAS菌株，常用作細胞工廠進行重組蛋白、氨基酸和化學品等的生產[15-16]，且目前僅有一項研究是利用Bacillussubtilis進行ε-聚賴氨酸的生產，其產量僅達76.3 mg/L[17]。……