第11届食品科学国际年会-江凌教授:仿生化底物通道型酶分子机器体系构建及制备稀少糖的研究

2023-06-28作者:来源:责任编辑:食品界 字体A+AA-

报告标题

仿生化底物通道型酶分子机器体系构建及制备稀少糖的研究

在活细胞中,酶催化过程的多样性使得代谢过程正常进行,而细胞内的物质转化通常涉及到多种或多个酶的协同催化过程,底物通道化是生物体为操纵多酶体系的主要策略之一,与之对应的为生物体进化形成多酶复合体系统。为了解决现有合成体系中稀少糖合成的技术路线以及效率问题,采用新型、高效的方法催化合成稀少糖,我们利用CsgA基因编码淀粉样蛋白可分泌到大肠杆菌细胞表面高度聚合定向组装成纤维生物膜的特点,建立了以大肠杆菌为底盘微生物基于多基因共表达和体外模块化结合的精确固定化方法,实现在细胞表面展示功能化纤维网络催化域并为β-淀粉酶提供固定化载体的新策略。并采用定量刚果红染色分析、SDS-PAGE、FE-SEM对纤维生物膜进行了一系列表征。本研究借助重叠延伸PCR手段将多肽标签SpyTag连接在CsgA基因的碳端进行融合,并在各基因前端适当组装SD序列通过启动子和RBS等调控元件实现与糖酶的共表达;以及借助重叠延伸PCR手段将多肽标签SpyCatcher连接在β淀粉酶基因碳端进行融合组装获得重组质粒,构建产重组淀粉酶的工程菌。利用多肽标签SpyTag-SpyCatcher能特异性共价结合的特性精准化固定重组β淀粉酶,并将全细胞催化和固定化技术相结合,最终使胞外胞内两步催化连续进行,从而构建双酶催化的模式细胞工厂,相关技术在海藻糖、塔格糖、低聚果糖等稀少糖的多酶级联催化体系中得到推广应用。

专家介绍

江凌 教授

南京工业大学食品与轻工学院

江凌,南京工业大学教授,博士生导师。国家级青年人才项目获得者,“十四五”江苏省重点学科食品科学与工程学科带头人。2010年毕业于华南理工大学发酵工程专业工学博士,获全国优秀博士学位论文提名奖。长期从事极端微生物资源及其食品酶资源的保育和开发,围绕微生物和酶的发现、改造与高效使用等三个关键科学问题,从新疆极端微生物来源的新菌种和新糖酶基因资源的挖掘与评价、生物催化体系中糖酶的理性改造、生物转化体系中微生物的定向调控等三个方面入手,设计面向食品工业环境应用的生物催化剂(微生物和酶)改造方法,通过食品科学、食品微生物学、合成生物、酶工程、发酵工程等多学科的交叉融合,在生物催化和生物转化的共性关键技术和研究方法学等方面开展基础理论研究和应用技术研究。以第一或通讯作者在《Trends in Biotechnology》《ACS Catalysis》《Biotechnology Advances》《Chemical Engineering Journal》《Bioresource Technology》《Carbohydrate Polymers》《Green Chemistry》《Journal of Agricultural and Food Chemistry》等期刊发表近100篇,12篇被选为封面/封底论文,2篇入选ESI高被引论文,1篇入选ESI热点论文,并被《Chem. Rev.》《Chem. Soc. Rev.》《Nat. Pro. Rep.》等国际顶级期刊引用。授权国家专利53件,其中授权国家发明专利39件,申请PCT专利2件;编译英文教材1本、英文教材4章、中文教材1本。主持国家食品安全专项重点研发计划课题、国家自然科学基金优秀青年基金、国家自然科学基金山东联合基金重点项目、江苏省自然科学基金杰出青年基金等省部级以上课题近20项;研究成果获国家技术发明奖二等奖、教育部高校科学研究优秀成果奖技术发明奖一等奖、中国轻工业联合会技术发明奖一等奖、新疆维吾尔自治区科技进步奖二等奖、江苏省轻工协会技术进步奖一等奖。