通过敲除聚谷氨酸合成基因提高纳豆杆菌纳豆激酶的生产效率

摘要

纳豆激酶是纳豆杆菌(Bacillus natto)产生的具有溶栓作用的酶,纳豆杆菌液体发酵时产生的聚谷氨酸(polygutamic acid,γ-PGA)使发酵液黏度升高,导致纳豆激酶分离纯化困难,成本较高,限制了其规模化生产。该研究采用同源重组双交换技术,敲除纳豆杆菌中合成γ-PGA的关键基因pgsB,降低发酵液中γ-PGA的含量和发酵液黏度,提高后续纳豆激酶的分离纯化效率。结果表明pgsB基因缺失株与野生型菌株相比,发酵液中γ-PGA产量显著下降,在发酵24 h时γ-PGA含量下降了57.9%。此外两者的细胞密度无明显差异,说明pgsB基因的缺失可显著降低发酵液黏度且对菌体的生长没有影响。使用超滤法纯化纳豆激酶的过程中,基因缺失株的纳豆激酶回收率比野生型提高了19.2%。因此,敲除pgsB基因后,纳豆激酶分离纯化的效率得到了提高,为纳豆激酶的工业化生产提供了新方法。