农业生物技术学报

作者：苏畅, 王靖楠, 郭超, 徐周钦, 李春, 张根林, 王超

单位：1 国家粮食和物资储备局 科学研究院,北京 100037; 2 北京理工大学 化学与化工学院,北京 100081; 3 石河子大学 化学化工学院,石河子 832003; 4 清华大学 化学工程系,北京 100084

关键词：丁烯基多杀菌素,核糖体蛋白,须糖多孢菌,基因突变,

基金：国家重点研发计划(2023YFA0914700); 国家自然科学青年基金(22108153); 中央公益性科研院所专项课题(JY2311); 工业生物催化教育部重点实验室(清华大学)开放基金资助项目(2023003)

须糖多孢菌(Saccharopolyspora pogona)发酵产生的次级代谢物丁烯基多杀菌素(butenyl-spinosyn)是一种绿色生物杀虫剂。但由于发酵产量低不能满足工业生产需求,选育高生产性能的菌株是实现工业化生产的关键。本研究以须糖多孢菌为底盘细胞分别构建了核糖体蛋白S12 (ribosomal protein S12, RpsL)及RpsL突变体的基因过表达工程菌株Q8 (rpsl)、W43 (rpslK88R)、W44 (rpslR86P)、W45 (rpslK88E)和W46 (rpslK43N),通过摇瓶发酵验证及RpsL蛋白结构比对,分析RpsL对丁烯基多杀菌素合成的影响。结果表明,工程菌株Q8、W43、W44、W45和W46分别使丁烯基多杀菌素的产量提高至275%、146%、111%、122%和降低至75%。进一步研究表明,rpsl和rpslK88R基因的过表达提高了合成途径基因的转录水平,从而使丁烯基多杀菌素的产量显著提高。对二者进行同源建模发现,RpsLK88R突变体结构与RpsL相比,其侧链发生较大的偏转,影响了与mRNA的结合作用进而降低了核糖体翻译效率,因此其提产效果略低于RpsL。本研究为蛋白质工程改造RpsL提高丁烯基多杀菌素的产量提供参考。

来源：2025年第1期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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