代谢工程:研究人员搭建了一个高效分泌蜘蛛丝蛋白的生产平台

来源：上海交通大学2022-02-02 17:39

近日，上海交通大学生命科学与技术学院的钱志刚和夏合作，在代谢工程和合成生物学领域的知名期刊《Metabolic Engineering》上发表了《谷氨酸棒杆菌为SPI进行材料工程化生产蜘蛛丝蛋白的秘书处》一文。

近日，上海交通大学生命科学与技术学院的钱志刚和夏合作，在代谢工程和合成生物学领域的知名期刊《Metabolic Engineering》上发表了题为《在材料工程谷氨酸棒杆菌中秘书处生产蜘蛛丝蛋白用于纺成坚韧纤维》的研究论文。生命科学与技术学院博士生金庆、并列第一作者，钱志刚、夏为通讯合著者。

蜘蛛丝素有“生物钢”的美誉，不仅具有优于其他天然和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，在航空、国防和生物材料领域具有重要的应用前景。但是由于蜘蛛的同类相食，无法像蚕一样高密度养殖，所以天然蜘蛛丝的来源极其有限。多年来，研究人员尝试了许多细胞系统，如植物等。并试图通过蜘蛛丝蛋白的非均相合成大量生产人造丝，但由于合成水平低、成本高，难以实现产业化。宿主因其生长快、培养成本低的优势而脱颖而出。

本研究首次建立了以谷氨酸棒杆菌为宿主高效分泌蛛丝蛋白的生产平台。在特定信号肽的引导下，蜘蛛丝蛋白可通过Sec分泌途径转运至胞外，再通过多级宿主代谢工程和高密度发酵，实现目的蜘蛛丝蛋白在培养基中的高水平高丰度富集。采用自行开发的两步沉淀纯化法，可获得纯度为93.0%、纯化收率为2.2 g/L的蜘蛛丝蛋白。令人惊讶的是，微生物分泌的蜘蛛丝蛋白具有超越天然蛋白的水溶性，这使得制备超高浓度水性纺丝原液(高达66%)进而成功纺制人造蛋白纤维成为可能。(100yiyao.com)

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