昔日酿醋制酱的古老真菌 在天津科学家手中变身为蛋白生产工厂

稿源:津滨网   编辑:高志翔   2025-07-29 10:49

津滨网讯(记者 单毅 张惺卓 王鼎鑫)在天津港保税区的实验室里,一场微生物界的“员工培训”正在悄然进行。近日,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称“天津工业生物技术研究所”)的科学家们,以糖化酶高产工业菌种黑曲霉AnN1为出发株,构建了低背景表达的底盘宿主菌株AnN2,使这种曾为人类酿造酱油、生产柠檬酸的真菌,被赋予了制造高价值蛋白的超能力。  

记者了解到,黑曲霉因其强大的蛋白分泌能力和良好的安全性被广泛应用于酶制剂工业发酵,也逐步用于异源蛋白表达,被誉为微生物界的“劳动模范”。但当科学家们想让它生产特殊蛋白时,却遭遇了尴尬局面:辛苦表达的异源蛋白,总被菌株自带的胞外蛋白酶“偷吃”降解,导致表达水平偏低。就好比让工人生产精密零件,结果刚下生产线就被自己的工具破坏了,因此这个卡脖子问题,长期制约着真菌蛋白工厂的效率,构建具备低背景表达和高分泌能力的黑曲霉底盘菌株,也已成为了丝状真菌异源蛋白表达系统的研究热点。

在此背景下,天津工业生物技术研究所通过进一步利用强启动子、高效分泌信号肽,并敲除主要胞外蛋白酶基因PepA等策略,进一步优化了表达系统,有效提升了异源蛋白的稳定性与分泌效率,用三重改造造出“超级工人”。

在此项研究中,天津工业生物技术研究所研究团队从工业菌种黑曲霉AnN1出发,展开精密的基因手术:构建AnN2底盘菌株,显著降低背景“杂音”;采用强启动子+高效信号肽,提升蛋白分泌能力;敲除主要蛋白酶基因PepA,阻止目标蛋白被降解。

改造后的菌株表现出惊人潜力,当研究人员将灵芝免疫蛋白LZ-8、葡萄糖氧化酶等四种功能各异的蛋白基因植入,这些“微生物工人”均在48小时内就将成品分泌到培养液中,实现了从生产到纯化的快速闭环。

目前该技术已申请国家发明专利,未来有望应用于生物医药、食品工业等多个领域。基础研究的突破是产业腾飞的翅膀,近年来,天津港保税区全力打造生物制造产业高地,当古老真菌与现代基因技术相遇,这座渤海湾畔的“未来生物工厂”正孕育着改变产业格局的新可能。


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