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净化室在海洋微生物合成生物表面活性剂机制方面取得进展

来源:科技发展处    更新时间:2019-08-13

   与化学合成的表面活性剂相比,微生物合成的生物表面活性剂具有表面活性强、化学结构多样、毒性低、易被生物降解等优势,在石油化工、医药、环境修复等领域展现出良好的应用潜力。鼠李糖脂是近年来最受关注的一类生物表面活性剂,但它是由单/双糖和单/双脂等多种结构类似物组成的混合物,且其中脂肪酸链的长度及饱和程度不同,造成微生物产物组成复杂、产物活性不稳定,增加了下游纯化工艺难度,提高了产品制备成本,限制了市场推广和应用。因此,解析微生物合成鼠李糖脂的代谢途径及其调控机制能够为发酵过程优化和产物分离纯化提供指导,具有重要的研究价值。
   净化室杜瑾博士及所在团队以Pseudomonas aeruginosa为研究对象,将多株海洋菌株与模式菌株ATCC 10145比较,发现菌株1A01151和1A00364合成的鼠李糖脂混合物中,较长脂肪酸链(主要为C10-C12和C10-C12:1)和双糖结构的比例更高,因此其产物表面活性更强,在纯水中最低表面张力值分别低至21.3 mN m-1和25.7 mN m-1。进一步分析胞内脂肪酸含量和关键基因表达水平发现,这两株海洋菌株中rhlAB与rhlC基因在全发酵过程中始终上调表达,dTDP-L-鼠李糖与脂肪酸前体(C12和C12:1)在产物合成初始阶段基因表达上调并大量积累,是导致其产量和表面活性较高的主要原因。这项研究首次阐明了鼠李糖脂及其前体合成途径间代谢调控与产物同系物组成间的关系,发表于工程技术类期刊Bioresource Technology(JCR一区Top,IF 6.669)上(Comparative analysis of rhamnolipid congener synthesis in neotype Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145 and two marine isolates, 2019, 286: 121380)。
   上述研究工作得到了国家自然科学基金青年项目和所基金团队项目支持。
 



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