近期,我院微生物學(xué)系胡益波博士的最新研究成果在國際重要期刊Biotechnology for Biofuels and Bioproducts (原名Biotechnology for Biofuels)發(fā)表。該雜志是生物工程技術(shù)類Top期刊(2021年中科院分區(qū)升級版,IF5year= 6.485),是生物能源領(lǐng)域的頂級期刊。
?????????????????????????????????????????????? ?圖1. 生淀粉顆粒在RSDE的作用下迅速降解
工業(yè)上淀粉的降解一般經(jīng)過糊化、液化和糖化等過程,而其中糊化和液化步驟須在高溫下進(jìn)行,是一個高耗能的過程。生淀粉酶(RSDE)則可以在較低溫度下直接作用于未經(jīng)處理的生淀粉酶顆粒,使整個降解過程最多節(jié)省40%的能耗。目前,生淀粉酶的產(chǎn)量不高是限制其規(guī)?;瘧?yīng)用的主要因素。
?????????????????????????????????????????? ??????? 圖2. 青霉中RSDE表達(dá)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型
該研究首次發(fā)現(xiàn)草酸青霉114-2胞外分泌酶有著廣譜的生淀粉降解能力。通過基因工程方法發(fā)現(xiàn)四種不同類型的調(diào)控因子AmyR、CreA、HepA、PGA3對草酸青霉生淀粉酶的表達(dá)有著明顯調(diào)控作用。在菌株114-2中過表達(dá)AmyR和HepA,敲除CreA以及持續(xù)性激活PGA3后,均能明顯增加生淀粉酶的表達(dá)量。對四種工程菌株的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,揭示了草酸青霉中介導(dǎo)生淀粉酶表達(dá)的可能代謝通路及新的調(diào)控基因。通過qRT-PCR方法檢測并證實這四個調(diào)控因子在轉(zhuǎn)錄水平上存在相互調(diào)控的現(xiàn)象,從而最終解析出青霉中最可能的生淀粉酶表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型,為生淀粉酶高產(chǎn)菌株的工程化構(gòu)建提供了新思路。
碩士生趙盛芳和向柏宇為文章的并列第一作者;胡益波為通訊作者,淡水魚類發(fā)育生物學(xué)國家重點實驗室為第一通訊單位。本研究受到國家自然科學(xué)基金、湖南省自然科學(xué)基金、湖南省教育廳優(yōu)秀青年基金等項目的資助。
胡益波博士課題組從事絲狀真菌高效表達(dá)系統(tǒng)的開發(fā)構(gòu)建,致力于抗菌肽等高附加值蛋白的表達(dá)。
(論文地址鏈接:https://trebuchet.public.springernature.app/get_content/2d9c29eb-ff47-4f16-8b84-5bbbe5863d75)
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