在毕赤酵母（Pichia pastoris）发酵过程中，通过共喂食胶质淀粉（gellan gum）同时促进胶质淀粉裂解酶（gellan lyase）的表达和胶质淀粉寡糖（gellan oligosaccharide）的生成

《Systems Microbiology and Biomanufacturing》：Simultaneously promoting gellan lyase expression and gellan oligosaccharide production by gellan gum co-feeding during Pichia pastoris fermentation

　　高效制备果胶寡糖的发酵工艺优化及其机制研究。

　　

摘要

利用凝胶酶（gellan lyase）对结冷胶（gellan gum, GG）进行酶促水解是一种高效且实用的方法，可用于生成结冷胶寡糖（gellan oligosaccharides, GOSs）。GOSs因具有多种生物功能而具有广阔的应用前景，这些功能包括有益的特性和免疫反应性。它们具有低分子量、高水溶性，以及易于被人体吸收和利用的特点。此外，GOSs还具有增强植物抗病性和免疫活性的作用。然而，目前用于生产GOSs的降解方法仍然有限。在本研究中，重组的Bacillus sp. GL1来源的凝胶酶在Pichia pastoris中得到了成功表达，该表达受到AOX1启动子的调控。在7升发酵罐中进行放大培养时，采用了以废弃混合糖作为甘油替代品的DO-stat碳源喂养策略。实验中获得的最高干细胞重量（dry cell weight, DCW）和酶活性分别为68.7克/升（g L^?1）和1473.5单位/升（U L^?1）。此外，还开发了一种新的共喂养发酵方法，通过直接将GG添加到发酵培养基中实现GOSs的一步生产。在诱导阶段，采用了甲醇与0.5% GG溶液（比例为2:3）的共喂养策略，使得凝胶酶活性达到了1728.1单位/升（U L^?1），相比未添加GG时的活性提高了17.3%。值得注意的是，这种共喂养方法不仅提高了酶的诱导效率，还选择了性地生成了聚合度（degree of polymerization, DP）为3的GOSs。本研究提供了一种直接且简单的寡糖生产方法，同时也提出了一种新的发酵方法，能够同时提高凝胶酶的产量和GOSs的产量。

图形摘要

利用凝胶酶（gellan lyase）对结冷胶（gellan gum, GG）进行酶促水解是一种高效且实用的方法，可用于生成结冷胶寡糖（gellan oligosaccharides, GOSs）。GOSs因具有多种生物功能而具有广阔的应用前景，这些功能包括有益的特性和免疫反应性。它们具有低分子量、高水溶性，以及易于被人体吸收和利用的特点。此外，GOSs还具有增强植物抗病性和免疫活性的作用。然而，目前用于生产GOSs的降解方法仍然有限。在本研究中，重组的Bacillus sp. GL1来源的凝胶酶在Pichia pastoris中得到了成功表达，该表达受到AOX1启动子的调控。在7升发酵罐中进行放大培养时，采用了以废弃混合糖作为甘油替代品的DO-stat碳源喂养策略。实验中获得的最高干细胞重量（dry cell weight, DCW）和酶活性分别为68.7克/升（g L^?1）和1473.5单位/升（U L^?1）。此外，还开发了一种新的共喂养发酵方法，通过直接将GG添加到发酵培养基中实现GOSs的一步生产。在诱导阶段，采用了甲醇与0.5% GG溶液（比例为2:3）的共喂养策略，使得凝胶酶活性达到了1728.1单位/升（U L^?1），相比未添加GG时的活性提高了17.3%。值得注意的是，这种共喂养方法不仅提高了酶的诱导效率，还选择了性地生成了聚合度（degree of polymerization, DP）为3的GOSs。本研究提供了一种直接且简单的寡糖生产方法，同时也提出了一种新的发酵方法，能够同时提高凝胶酶的产量和GOSs的产量。

图形摘要