Metabolic Engineering：科研人员建立蜘蛛丝蛋白高效分泌生产平台
来源：上海交大 2022-02-02 17:39
近日，上海交通大学生命科学技术学院钱志刚、夏小霞课题组合作在代谢工程与合成生物学领域知名期刊《Metabolic Engineering》发表题为Secretory production of spider silk proteins in metabolically engineered Corynebacterium glutamicum for spi
近日，上海交通大学生命科学技术学院钱志刚、夏小霞课题组合作在代谢工程与合成生物学领域知名期刊《Metabolic Engineering》发表题为Secretory production of spider silk proteins in metabolically engineered Corynebacterium glutamicum for spinning into tough fibers的研究论文。生命科学技术学院博士研究生金清、潘芳为并列第一作者，钱志刚和夏小霞老师为共同通讯作者。
拥有“生物钢”美誉的蜘蛛丝，不仅具有超越其他天然及人造纤维的力学性能，而且具有良好的生物相容性和可降解性，因此在航空、国防以及生物材料等领域具有重要的应用前景。然而，由于蜘蛛同类相食的个性，无法像家蚕一样高密度养殖，因此天然蛛丝来源极为有限。多年来，研究人员尝试了转基因动物、植物等多种细胞体系，试图通过异源合成蛛丝蛋白大量制备人工丝，但是由于合成水平低下、成本高昂等原因难以实现产业化。微生物宿主，因其生长快速、培养成本低廉的优势脱颖而出。
该研究首次建立了以谷氨酸棒杆菌为宿主的蛛丝蛋白高效分泌生产平台。在特定信号肽的引导下，蛛丝蛋白可通过Sec分泌途径转运到胞外，进而通过多水平的宿主代谢工程改造以及高密度发酵，实现了目标蛛丝蛋白在培养基中的高水平、高丰度富集。通过自主研发的两步沉淀纯化方法，可获得纯度高达93.0%的蛛丝蛋白，纯化得率可达2.2 g/L。令人惊喜的是，微生物分泌的蛛丝蛋白具有超越天然的水溶性，使得制备超高浓度的水相纺丝原液（高达66%）成为可能，进而成功纺成人工蛋白质纤维。(生物谷Bioon.com）
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