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食品与发酵工业FOODANDFERMENTATIONINDUSTRIES

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035458

引用格式:胡云箫,吴俊俊,赵北辰,等.基于组学分析优化兽疫链球菌的透明质酸发酵生产[J].食品与发酵工业,2024,50(4):

10-16.HUYunxiao,WUJunjun,ZHAOBeichen,etal.Fermentationoptimizationofhyaluronicacidbasedonomicsanalysis

inStreptococcusequisubsp.zooepidemicus[J].FoodandFermentationIndustries,2024,50(4):10-16.

基于组学分析优化兽疫链球菌的透明质酸发酵生产

1,2,332,31,2,31,2,3∗

胡云箫,吴俊俊,赵北辰,王阳,康振

1(糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡,214122)

2(食品合成生物技术教育部工程研究中心,江南大学未来食品科学中心,江苏无锡,214122)

3(江南大学生物工程学院,江苏无锡,214122)

摘要透明质酸具有保湿、润滑等多种生理功能,广泛应用于食品、医药和化妆品领域。目前透明质酸主要依

赖于兽疫链球菌发酵生产。然而,遗传背景不清晰等问题,限制了兽疫链球菌作为底盘细胞的相关改造以及透

明质酸发酵水平的提升。该研究首先对兽疫链球菌WSH-24的全基因组和转录组数据进行了测序分析,发现该

菌株具有高效的糖酵解和乳酸合成能力,以及不完整的三羧酸循环和多种氨基酸合成途径的缺失。结合生长曲

线分析,进一步明确该菌株为缬氨酸、谷氨酰胺、精氨酸和色氨酸4种氨基酸缺陷型。在此基础上,通过外源添

加对应的氨基酸使透明质酸产量达到(2.65±0.02)g/L。其次,结合转录组测序数据,确定了维生素B、维生素

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B和维生素B相关合成基因的转录水平过低。通过外源添加对应的维生素有效提高透明质酸的合成,使其产

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量达到(2.46±0.07)g/L。最后,通过培养基优化,在3L发酵罐上透明质酸发酵质量浓度达到5.63g/L,生产

强度为0.31g/(L·h),相较优化前提高了33.33%。该研究为进一步改造兽疫链球菌WSH-24奠定了基础,为

透明质酸的产量提升提供了支撑。

关键词透明质酸;兽疫链球菌;全基因组;转录组;发酵优化

透明质酸是由葡萄糖醛酸和N-乙酰葡萄糖胺通泡液作为主要氮源,通过间歇式生物反应器发酵兽疫

过β-1,3和β-1,4糖苷键交替串联形成的酸性直链[6]

链球菌得到透明质酸3.48g/L。SHUKLA等利用

黏多糖[1-2],主要存在于人和动物的结缔组织以及部甘蔗糖蜜作为碳源,优化温度、pH和搅拌速率,最终

分细菌的荚膜层中,具有保湿、润滑、抗炎等多种生理采用兽疫链球菌在3.7L分批补料发酵罐中生产透

[7]

功能,现已广泛应用于食品、化妆品以及医学领域。