我院卫功元教授团队在Bioresource Technology(Q1,IF:11.889)期刊上发表题为“Whole-crop biorefinery of corn biomass for pullulan production byAureobasidium pullulans”的研究论文,该成果报道了一种利用玉米全作物生物炼制合成普鲁兰多糖的方法。2019级微生物学专业硕士研究生何超永为论文第一作者,2018级生物技术本科生张雪涵和2020级生物学硕士生张振参与部分研究工作。
普鲁兰是一种重要的微生物多糖,在生物医药、食品加工、化妆品和环境保护等领域具有广阔的应用前景。在出芽短梗霉(A.pullulans)发酵法生产普鲁兰的过程中,原料(主要是碳源)的高成本是限制普鲁兰大规模高效生产的主要原因。为此,该研究以廉价的玉米生物质(包括玉米淀粉、玉米芯和玉米秸秆)为原料,通过全作物生物炼制方法,利用生物质水解液合成普鲁兰。然而,水解液中含有乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛等影响细胞生长和产物合成的抑制物。与传统的去除抑制物的复杂方法不同,本文采用实验室适应性进化的方法,筛选得到一株能够耐受这些抑制物并正常生长和代谢的进化菌株EV6。分批发酵结果显示,EV6比原始菌株具有更高的普鲁兰合成能力,且合成的普鲁兰具有更高的分子量。在此基础上,通过测定关键酶活性和胞内前体物质—尿苷二磷酸葡萄糖水平,初步解析了EV6高效合成普鲁兰的原因。研究结果为普鲁兰高效合成以及生产成本降低提供了可行的思路。
该研究得到国家自然科学基金(21776189)和江苏省自然科学基金(BK20181440)的资助。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852422018508