近日,我院云南特色生物资源高值化利用教育部工程研究中心黄遵锡团队在黑曲霉底盘菌株研究领域取得进展。研究团队通过异源表达嗜热真菌 Thermomyces lanuginosus 来源的脂肪酶、酶学性质分析、发酵条件优化等,系统解析了表达菌株的生长速率、抗逆性、酶学性质以及黑曲霉作为表达宿主调控外源酶/蛋白质表达的调控网络,为黑曲霉作为高效酶生产细胞工厂的优化提供了重要数据支撑。该研究成果以“Heterologous expression ofThermomyces lanuginosuslipase inAspergillus niger: stress resistance, optimization of fermentation conditions, and transcriptomic analysis”为题,发表在国际期刊AMB express 。

脂肪酶是生物制造领域的关键酶类,广泛应用于食品加工、生物柴油合成等场景。嗜热真菌 Thermomyceslanuginosus 来源的脂肪酶 (TLL) 因优异热稳定性成为研究热点,但天然产酶效率低限制了其产业化。本研究成功构建 TLL 在黑曲霉中的异源表达菌株ΔAnTll-11,通过发酵条件优化,使TLL酶活性从初始520 U/mL提升8.7倍至4547.95 U/mL。酶学表征显示,TLL最适pH为9.5、最适温度为45 °C,Ca⟡⁺、Ag⁺等金属离子可促进其活性,且在碱性条件下稳定性良好。ΔAnTll-11 菌株表现出优异的抗逆性,对氧化、高渗透压及热胁迫耐受性显著优于野生型,相关抗逆基因转录水平上调。转录组分析发现,72小时时差异表达基因达7199个,占基因组53.8%。蛋白质相互作用网络与加权基因共表达网络分析表明,核糖体功能、氨基酸代谢、MAPK 信号通路等相关基因参与 TLL 表达调控。该研究明确了TLL异源表达的关键条件与分子机制,为黑曲霉作为高效酶生产细胞工厂的优化提供了重要数据支撑。
云南师范大学为上述论文的第一完成单位,云南师范大学2023级食品加工与安全专业硕士研究生商晓艳与2021级微生物学硕士研究生唐蓉为上述论文的共同第一作者,云南师范大学生命科学学院杨乐为上述论文的通讯作者。该研究得到云南省科技厅-基础研究专项青年项目(202501AT070032)的支持。
论文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12873016/