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【一文说清】发酵偶合溶菌酶与蛋清溶菌酶、普通溶菌酶的同与不同

【一文说清】发酵偶合溶菌酶与蛋清溶菌酶、普通溶菌酶的同与不同 安佰特
2024-11-30
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导读:溶菌酶在饲料和养殖生产行业的应用受到了很大限制。当前使用的溶菌酶主要是蛋清溶菌酶。作为异源蛋白,蛋清溶菌酶在动物,尤其是哺乳及人体内会形成一些副作用,如过敏、排异反应。蛋清溶菌酶、普通溶菌酶和发酵耦合

  不一样的抗菌宝

蛋清溶菌酶和普通溶菌酶都面临菌体裂解、酶活力丧失、分泌效率低等问题,限制了溶菌酶的应用和产业化发展发酵+偶合这一研发创新实践在抗菌宝产品上实现了怎样的“交汇”……

安佰特是一家集产品研发、生产经营、技术服务于一体的新生代生物科技企业。以“开创农牧生物产品效能新时代”为目标,安佰特致力于原创性技术、产品的研发与应用,开发出菌酶饲料添加剂、生物发酵饲料、动保生物制品和环境改良剂等四大系列,形成了由十多种饲用单酶和饲用单菌、数十种创新型复合酶和复合微生态制剂组成的产品体系。




蛋清溶菌酶的局限性



溶菌酶在饲料和养殖生产行业的应用受到了很大的限制。 主要原因有以下几个方面:

一是,目前,相当比例的溶菌酶是从蛋清中提取的,导致产率和产量偏低,以及高成本;
另一是,大部分溶菌酶热稳定性差,不能满足饲料高温制粒等工艺要求。
开发成本更低、热稳定性提高的溶菌酶新品具有重要意义。
此外,蛋清溶菌酶会引起哺乳动物抗体介导的免疫应答反应,导致其应用领域大多局限于食品保鲜领域。


普通发酵溶菌酶的缺陷



发酵溶菌酶日益被广泛关注,但同样由于其对动物体的抗原异质性,导致目前主要应用在人体医学和食品工程领域。
大肠杆菌或枯草芽孢杆菌表达的溶菌酶存在活性低、无法正确折叠以及形成不溶性包涵体等问题。
现有溶菌酶制备多采用真核表达系统——毕赤氏酵母。但是溶菌酶在毕赤氏酵母中表达后,最终产物与正常溶菌酶比较,会带上4个多余的氨基酸Glu、Ala、Glu和Ala,并与溶菌酶本身N‑端尾巴形成离子键,妨碍其功能的发挥,并且使蛋白容易形成淀粉状沉淀,从而大大降低溶菌酶活性。
此外,相比于真核表达系统(毕赤氏酵母),其制备成本较高。
筛选功能更加多样、应用更加广泛的新型重组溶菌酶,开发更高效的溶菌酶制备系统,具有重要的应用价值和广阔的市场前景。
以上图片来自百度


安佰特溶菌酶发酵偶合创新 



安佰特联合中国农业科学院院士团队,通过对蛋清溶菌酶LyzEG进行点突变,对蛋清溶菌酶LyzEG分子改良后,提高了酶活力。根据毕赤酵母的密码子偏好性,研发团队创新性的合成了蛋清溶菌酶及其突变体蛋白编码基因,并将其整合至毕赤酵母基因组,构建了分泌型重组菌株,实现了蛋清溶菌酶及其突变体在毕赤酵母中的异源表达,成功筛选得到酶活力明显提高的突变体菌株GS115/ LyzEGMut,较野生型提高了62.8%。已申请专利,国家发明申请号:CN202410366667.7。

为提升溶菌酶抑菌能力,安佰特不仅实现了溶菌酶基因在单细胞酵母中的高溶性表达,从而构建了高活性溶菌酶改良工程菌株,还创新性的采用了融合载体蛋白策略,实现了“载体蛋白-溶菌酶”融合蛋白高效表达;同时,这种经过特殊设计的融合载体蛋白,还实现了胞内载体蛋白与溶菌酶的自动切割,从而完成了两种蛋白高产。

除持续注重溶菌酶菌种筛选、改良等研究外,安佰特在发酵工艺提升上也投入了越来越多精力。溶菌酶工程菌在工业生产发酵过程的复杂性体现在参数的时变性、多样性、耦合性和不确定性,而耦合效应又是其中最难把握的特性。在现代发酵工艺设备基础上,安佰特自主创新设计了大型全自动溶菌酶发酵分离纯化等设备,精准把控生产流程的每一个环节,实现了发酵偶合溶菌酶——抗菌宝CLZ的高标准化规模放大,并确保了工程菌株不同生产批次的稳健高水平表达,GS115/ LyzEGMut最高表达水平可达150000 U/mL,如下图)。

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