毕赤酵母中表达腐皮镰孢中聚丁二酸丁二酯解聚酶的研究

摘要

脂肪族聚酯是目前被认为最具发展前景的可替代传统塑料的生物降解型塑料高分子材料,可在环境中的微生物作用下降解为易被环境接纳的碎片并最终转化为无害物质回归自然.聚丁二酸丁二醇酯[Poly(butylene succinate),PBS]就是其典型代表.目前,有关PBS的相关研究主要集中于PBS的合成及改性,值得关注的是PBS在改性或制成产品后,在自然界中往往降解缓慢且存在特殊性.本研究通过构建重组毕赤酵母表达体系实现了腐皮镰孢(Fusarium solani)中PBS解聚酶(FSC)的高效表达.根据毕赤酵母偏好密码子优化FSC的基因密码子,并导入毕赤酵母X33中实现其重组表达.进一步通过单因素实验优化高效产酶菌株的产酶条件.结果表明优化后的FSC基因序列中的157个碱基发生改变,G+C含量由59.6％降低到48.3％,序列同源性为77.34％;构建的重组表达载体pPICZα-FSC转入毕赤酵母X33,结合抗性平板初筛、SDS-PAGE和Western bolt验证以及摇瓶发酵酶活力测定获得了一株具有较高产酶能力的重组菌株L1;进一步确定其摇瓶发酵培养条件为:培养基起始pH6.0,摇床转速220r/min,甲醇补加量1％,接种量8％,培养时间72h,培养温度30°C,此优化条件下菌株发酵液酶活力可达110U/mL.聚丁二酸丁二酯解聚酶在毕赤酵母中的高效表达,有助于实现以PBS为代表的生物可降解塑料的生物降解,并为利用PBS降解酶进行PBS废弃物后续处理及利用奠定研究基础.