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我院海洋微生物生态与应用研究团队在多种聚合度新琼寡糖生产领域取得突破

作者: 时间:2020-09-30 点击数:

9月24日,我院海洋微生物生态与应用研究团队在国际学术杂志《Frontiersin Microbiology》上发表名为Production of Neoagaro-Oligosaccharides With Various Degrees of Polymerization by Using a Truncated Marine Agarase的学术论文,该研究在多种聚合度新琼寡糖的生物酶解生产领域取得突破。

来源于海洋红藻的琼胶大分子多糖,可以被降解为小分子的寡糖。作为琼胶降解产物之一的新琼寡糖,具有抗癌、抗炎、美白、益生元等重要的生物活性。琼胶多糖可通过化学方法进行降解,但降解过程中会产生大量含酸废水。而生物酶解法可以在中性、温和的环境中降解琼胶并制备得到新琼寡糖。相较于化学降解法,生物酶解法更加高效、稳定且环境友好。因此,生物酶解法在新琼寡糖制备产业有着重要的应用价值。但是,生物酶解法只能获得1-3种聚合度的新琼寡糖,且聚合度较低(<6),而较低的产物多样性与聚合度限制了生物酶解法在新琼寡糖生产领域的应用。

我院海洋微生物生态与应用研究团队利用基因截短方法,删除了野生型琼胶酶AgaM1碳端的60个氨基酸,通过大肠杆菌异源表达该截短的琼胶酶基因。通过实验验证,该截短的琼胶酶可以一次性同时产生聚合度在4-12的新琼寡糖,大大提高了酶解法产物的聚合度与多样性。同时,该研究还通过对降解时间、底物浓度、酶用量等方面的优化,探究了多种聚合度新琼寡糖的最优生产方法。最后,该研究对截短琼胶酶的产量进行了优化,使得酶产量提高了842倍,进一步降低了多种聚合度新琼寡糖的生产成本。该研究为高聚合度新琼寡糖的生产和我国海藻产业高附加值产品的开发奠定了基础。

图为该研究对多种聚合度新琼寡糖的生产优及产物聚合度鉴定

该研究获得自然资源部第三海洋研究所基本科研业务费(2007004)、厦门海洋研究开发院共建项目(K200302)、国家重点研发计划(2019YFD0901305)和舟山市科技计划(2019C21011)的资助。浙江海洋大学为该论文第一完成单位,我院教师曲武为该论文第一作者。自然资源部第三海洋研究所工程中心曾润颖研究员团队也参加了该项目的研究工作。论文全文链接https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.574771

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