耐酸模块

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华南理工林章凛等:耐酸高产赖氨酸大肠杆菌构建
合成生物学与绿色生物制造· 2025-07-11 23:57
核心观点 - 研究团队利用"立足点开关"技术构建耐酸模块,显著提升大肠杆菌在低pH环境下的赖氨酸生产效率,为工业发酵降低成本提供新方向 [1][5][8] 技术机制 - 耐酸系统由双质粒构成:酸触发模块含4个启动子表达触发RNA,耐酸模块含4种立足点开关控制耐酸基因表达 [1][3] - 耐酸基因分为4类功能组:质子消耗系统(5个基因)、蛋白质保护系统(5个伴侣蛋白)、细胞膜修饰/氧化还原系统(4个基因)、过氧化物清除系统(4个酶) [3] - 采用红色荧光蛋白筛选出最佳触发RNA-立足点开关组合,并通过启动子文库优化表达强度 [3] 实验成果 - 在pH4.5条件下经10轮筛选,从7.68×10^4种组合中鉴定出26种使菌株生长超野生型120%的模块 [5] - 最终9种模块经复验证有效,其中2种使工业菌株SCEcL3在pH5.5下维持与pH6.8相当的赖氨酸产量和转化率 [5] - 关键基因degP(周质伴侣)和sthA(转氢酶)被证实通过保护周质蛋白和平衡辅因子提升耐酸性 [6] 应用前景 - 该策略为中等酸性条件下工业菌株的稳健生产提供新思路,可能大幅降低生物发酵过程的pH调节成本 [8] 行业动态 - 第四届合成生物与绿色生物制造大会(SynBioCon 2025)将聚焦AI+生物智造与四大应用领域,推动产业技术转化 [10]