天津
記者日前從中國科學院天津工業生物技術研究所（以下簡稱天津工生所）獲悉，該所科研人員開發出一種名為N30的短小蛋白融合標簽，能夠有效提高多種異源蛋白在枯草芽孢桿菌中的表達與分泌水平。相關研究成果已發表于國際學術期刊《生物資源技術》。
據悉，工業酶是多酶級聯反應體系的核心元件，但其異源表達效率低、成本高的問題長期制約規模化應用。現有蛋白表達標簽多存在分子量較大、通用性有限或影響蛋白結構與功能等不足。為此，天津工生所研究團隊基于枯草芽孢桿菌中高分泌表達蛋白——葡萄糖-6-磷酸異構酶的結構特征，采用蛋白質三維結構區域截斷分析策略，篩選并確定了一段由30個氨基酸組成的N端微標簽N30。實驗顯示，該標簽可顯著提升多種異源蛋白的表達水平。
在人工淀粉合成途徑中，以天津工生所自主研發的枯草芽孢桿菌MATE表達系統為基礎，N30標簽幫助實現了8種關鍵酶的高水平分泌表達。研究團隊進一步對標簽中暴露的疏水殘基進行突變，優化后的N30（M22D）-TpiA蛋白分泌表達水平達到15克/升。此外，N30標簽還能使多種真核來源的蛋白在枯草芽孢桿菌中實現從無到有的表達，拓展了原核宿主表達真核酶的技術路徑。
在應用驗證中，天津工生所研究團隊將N30標簽與維生素合成途徑中的限速酶進行融合表達，結果顯示維生素B2和維生素K2的產量分別提高了2.4倍和2.3倍，表明該標簽在代謝工程中具有一定通用性。
該研究獲得中國科學院戰略性先導科技專項、天津市合成生物技術創新能力提升行動等項目資助，研究團隊已就該成果申請一項專利。作為天津港保稅區重要科研力量之一，天津工生所此次研發的通用型蛋白表達工具，為區域內合成生物制造產業提供了技術儲備，有助于進一步降低多酶催化體系的生產成本，服務高附加值化學品的綠色生物制造。
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