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—— 中国食品杂志社
3-岩藻糖基乳糖（3-fucosyllactose，3-FL）是一种典型的人乳寡糖（human milk oligosaccharides，HMOs），在婴幼儿生长和大脑发育方面具有重要生理功能。本研究采用代谢工程的方法改造大肠杆菌BL21star(DE3)，实现3-FL的高效生物合成。将幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）来源的α-1,3-岩藻糖基转移酶基因futA和脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）来源的L-岩藻糖激酶/二磷酸鸟苷-L-岩藻糖焦磷酸化酶基因fkp共同导入初始菌株BLW（Escherichia coli BL21star(DE3)ΔlacZΔwcaJ）中，摇瓶发酵3-FL的产量为1.01 g/L。利用CRISPR/Cas9基因编辑系统敲除L-岩藻糖代谢途径的相关基因，包括L-岩藻糖异构酶基因fucI、L-岩藻糖激酶基因fucK和鼠李糖异构酶基因rhaA，3-FL的产量增加到1.36 g/L。筛选到幽门螺杆菌NCTC11637来源的α-1,3-岩藻糖基转移酶FT1合成3-FL的效果最好，表达FT1重组菌BLWFR-T的3-FL产量提升到1.56 g/L。随后优化通路基因的表达水平，采用质粒pETDuet-1表达fkp，质粒pRSFDuet-1表达FT1得到重组菌BLWFR-T2的3-FL产量提高到2.58 g/L。增强辅因子三磷酸鸟苷的再生，过表达肌苷鸟苷激酶基因gsk和鸟苷酸激酶基因gmk的重组菌BLWFR-T7的3-FL产量最高，达3.01 g/L。BLWFA-T7在5 L发酵罐中分批补料发酵78 h后的3-FL产量达到最高，为27.82 g/L。该研究为微生物发酵法高效合成3-FL及其他HMOs提供了研究基础。
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