乳酸克鲁维酵母中D-泛解酸内酯水解酶的重组表达与优化

"D-泛解酸内酯水解酶在乳酸克鲁维酵母中构建表达，通过密码子优化后的基因插入载体，实现重组表达，旨在提高工业化生产D-泛酸钙的效率。该研究由江南大学的研究团队进行，采用 SacⅡ 线性化的重组质粒通过电转化法导入乳酸克鲁维酵母，通过优化发酵条件，成功提高了酶活力。" 正文： D-泛解酸内酯水解酶是一种关键的酶，在化学酶法生产D-泛酸钙的过程中起着至关重要的作用。D-泛酸钙是一种重要的维生素B5的衍生物，广泛应用于医药、食品和饲料等领域。然而，自然界的野生菌株产生的D-泛解酸内酯水解酶活性较低，限制了其在大规模生产中的应用。 本研究中，研究人员从串珠镰孢菌中获取了D-泛解酸内酯水解酶基因，并对其进行了密码子优化，以适应在乳酸克鲁维酵母中的高效表达。密码子优化是为了使得外源基因在目标宿主细胞中能被更有效地翻译，从而提高酶的产量。利用特异性引物扩增优化后的基因(DL)，并将之插入到pZL505载体中，构建了重组表达质粒pZL505-DL。 重组质粒经过SacⅡ酶切处理，通过电转化方法被成功导入乳酸克鲁维酵母。这种方法允许外源基因整合到宿主细胞的染色体上，使得宿主细胞能够稳定地表达目的基因。筛选并鉴定出的重组菌株，其表达的D-泛解酸内酯水解酶酶活显著增强。 为了进一步提高酶的产率，研究人员对重组菌的发酵培养基进行了优化。经过一系列实验，确定了最佳培养基配方：蔗糖40克/升、蛋白胨20克/升、牛肉膏15克/升、NaCl 6克/升、KCl 6克/升、CaCl2 3克/升和MgSO4 3克/升。在这些条件下，30℃、200转/分钟的摇瓶发酵96小时后，重组菌的上清液中酶活达到了2.83±0.12U/mL，这标志着在乳酸克鲁维酵母中表达D-泛解酸内酯水解酶的策略取得了成功。 这一研究成果不仅提升了D-泛解酸内酯水解酶的表达水平，也为微生物酶工程和工业发酵过程提供了新的思路。通过改造和优化微生物宿主，可以有效提升目标酶的产量，有助于降低成本，推动D-泛酸钙的工业化生产进程。同时，这种策略也可以为其他酶的代谢工程提供借鉴，对于提高微生物合成平台的效率具有重要意义。