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电玩城赠送金币50万:康振教授团队在Green Chemistry发表利用工程化毕赤酵母从头合成非动物硫酸软骨素的研究成果

来源:电玩城赠送金币50万   图文:康振 审核:周云龙发布时间 :2021-06-30  点击量:

近期,我校电玩城赠送金币50万康振教授团队在硫酸软骨素合成方面取得重要进展,研究成果“Biosynthesis of non-animal chondroitin sulfate from methanol using genetically engineeredPichia pastoris”以内封面文章形式发表于Green Chemistry(IF = 10.182)(https://doi.org/10.1039/D1GC00260K),并被评为亮点文章。

硫酸软骨素(Chondroitin sulfate, CS)是一种广泛分布在软骨组织中的线性糖胺聚糖,由葡萄糖醛酸(GlcA)和N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)通过β(1→3)和β(1→4)糖苷键交替连接并经过一定磺酸化修饰而成。CS广泛应用于临床、医疗和营养保健等领域。然而,当前所有商业化的CS都是来自动物组织提。庵稚J酱嬖谛矶辔侍,例如动物饲养周长、抗生素的使用、动物排泄物的污染、使用高温及酸碱提取以及产品存在潜在的致病因子等。

为了有效解决上述问题,康振教授团队开发了一条有前景的绿色路线,通过工程化的毕赤酵母,利用廉价的甲醇实现CS的从头合成。首先,通过代谢工程手段,将三个外源基因引入毕赤酵母,实现了软骨素(硫酸软骨素的前体)的合成,产量为5.5 mg/L。进一步通过密码子及基因组合优化,软骨素的产量提高了约35倍,达到189.8 mg/L。然后对6种Kozak序列和10种不同的内源启动子进行比较和分析,实现了软骨素-4-O-磺基转移酶在胞内的活性表达(41.3 U/L)。整合软骨素合成模块和磺酸化模块后,成功实现了硫酸软骨素的从头合成,产量为182.0 mg/L,磺酸化度为1.1%。进一步强化3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸(PAPS)合成途径,硫酸软骨素磺酸化度提高到2.8%。在3-L发酵罐分批补料培养中,CS最高产量达到2.1 g/L,硫酸化度达到4.0%。本研究为毕赤酵母细胞工厂代谢合成其他磺酸化产物奠定了基础。

图1期刊封面


图2微生物法与动物组织提取法的比较


图3毕赤酵母中硫酸软骨素合成示意图


图4 3-L发酵罐分批补料发酵合成硫酸软骨素

康振教授和李江华教授为论文通讯作者,2017级博士生金学荣和2018级博士生张维娇为论文共同第一作者。上述研究得到了江苏省杰出青年科学基金(BK20200025)、国家自然科学基金(32000058、31970085)、国家重点研发计划(2018YFA0901400)、关键技术资助江苏省研发计划(BE2019630),国家轻工技术与工程一流学科(LITE2018-16)的资助。

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