中性蛋白酶是最早規(guī)?;a(chǎn)和商業(yè)化應(yīng)用的工業(yè)酶制劑之一,廣泛應(yīng)用于洗滌、制革、絲綢、食品加工等多個領(lǐng)域??莶菅挎邨U菌是目前國內(nèi)外中性蛋白酶的主要生產(chǎn)菌株,其發(fā)酵生產(chǎn)水平在8,000-10,000U/mL,該菌株做為行業(yè)的研究熱點(diǎn),眾多研究單位和企業(yè)投入大量人力物力,通過菌株誘變、基因工程改良等方法提高其表達(dá)水平,但10余年來并未取得較好的進(jìn)展。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所姚斌研究員率領(lǐng)飼用酶制劑創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地開展了芽孢桿菌高效表達(dá)系統(tǒng)研究,在大量的芽孢桿菌高效表達(dá)機(jī)理的研究基礎(chǔ)上,建立了芽孢桿菌高效表達(dá)元件挖掘與組合利用技術(shù)、外源基因整體優(yōu)化技術(shù)、受體菌分子改良技術(shù)、遺傳操作技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),創(chuàng)立了通用性好、表達(dá)量高的芽孢桿菌表達(dá)技術(shù)體系和菌株改良技術(shù)體系。利用該技術(shù)體系,構(gòu)建的中性蛋白酶重組表達(dá)菌株,突破困擾行業(yè)10年之久的技術(shù)瓶頸,使其發(fā)酵液單位表達(dá)量達(dá)到28,000 U/mL,較目前的表達(dá)水平提高2倍,大幅度降低了蛋白酶的生產(chǎn)成本,該技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。重組菌株具有極好的穩(wěn)定性,在無選擇壓力的培養(yǎng)基上連續(xù)傳代100代不退化,并且發(fā)酵工藝簡單,易控制,完全滿足了工業(yè)化生產(chǎn)的要求。目前該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
芽孢桿菌作為一類公認(rèn)的食品安全型生產(chǎn)菌株,目前30%以上的酶產(chǎn)品通過芽孢桿菌生產(chǎn),如酸性高溫淀粉酶、中溫淀粉酶、堿性蛋白酶、普魯蘭酶等大宗酶種,姚斌研究團(tuán)隊(duì)建立的芽孢桿菌表達(dá)技術(shù)體系可望在短時間內(nèi)將這些重要酶種的技術(shù)水平大幅度提高,從而整體推進(jìn)我國的酶制劑產(chǎn)業(yè)的科技進(jìn)步。(通訊員 王苑)
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