乳酰-N-新四糖的生物合成菌株构建及发酵条件研究

作者：骆叶姣; 胡苗苗; 李梦丽; 张涛^*

来源：食品与发酵工业, 2023, 49(21): 23-29.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034956

• 乳酰-N-新四糖
• 生物合成
• 基因敲除
• 模块化工程
• 发酵优化

乳酰-N-新四糖(lacto-N-neotetraose, LNnT)是人乳寡糖(human milk oligosaccharides, HMOs)中的重要成分之一，已被美国和欧盟的食品药品监督管理局批准作为新资源食品配料添加到食品中。为实现乳酰-N-新四糖底盘菌株的构建和产物的高效合成，构建了含有关键酶基因lgtA、NmlgtB、glmS和galE过表达的重组菌株。将重组菌在(isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside, IPTG)诱导下摇瓶发酵培养，利用不同拷贝数的质粒对模块化LNnT合成通路进行组合筛选，结果表明，最佳质粒组合为pET-glmS-galE和pRSF-lgtA-NmlgtB,菌株SA1生产LNnT的产量达到1.168 g/L。进一步地，通过改变培养基种类、诱导温度、异丙基-β-D-硫代半乳糖苷浓度及诱导时刻来优化发酵条件，结果表明，重组菌株的最佳发酵培养基为DM培养基，诱导温度25℃,IPTG浓度0.2 mmol/L,诱导时间8 h,优化后工程菌SA1摇瓶发酵LNnT的产量为2.50 g/L,比优化前提高了114%。通过3-L发酵罐发酵，LNnT的产量达到了14.25 g/L,是目前报道的最高产量。该研究为LNnT工业化生产提供了方法学思路，为微生物发酵制备人乳寡糖提供了重要的参考价值。

• 单位
  食品科学与技术国家重点实验室; 江南大学