乳酰-N-新四糖生物安全菌株发酵技术
项目概况
乳酰-N-新四糖（Lacto-N-neotetraose，LNnT）是母乳中的第三大固体成分人乳寡糖的重要的成分之一，是由β-D-半乳糖-(1→4)-β-D-半乳糖-(1→3)-β-D-葡萄糖和β-D-半乳糖单元通过糖苷键连接而成的四糖。LNnT具有益生元效应、免疫调节功能、调节肠道菌群功能、抗黏附抗微生物功能、抗病毒功能，在婴幼儿奶粉、功能型食品、医药中间体等领域的应用前景十分广泛。
应用前景
LNnT的功能不断被挖掘和利用，在国内外市场需求逐步提升，2019 年末国际含 HMOs 的婴幼儿奶粉消费量为4750吨。随着低成本生物法新技术的开发，LNnT的生产成本大幅下降，特别是需求量广阔的婴幼儿奶粉和功能性食品领域将得以大幅拓展，前景十分广阔。
技术特点
枯草芽孢杆菌被FDA认证是GRAS安全微生物，而LNnT是食品尤其是婴幼儿配方奶粉中的功能性成分，未来LNnT生物合成的应用可能会对宿主的安全性提出更高的要求。本项目以枯草芽孢杆菌为出发菌株，通过对基因工程进行优化，代谢通路重构使用基因编辑技术（如CRISPR）整合LNnT合成模块（β-半乳糖苷酶、β-半乳糖基转移酶等），优化关键酶的表达水平以提升目标产物转化率；发酵工艺创新，平衡菌体生长与产物合成需求，减少中间体乳酰-N-三糖Ⅱ（LNT II）残留，提升LNnT产率；代谢调控与中间体转化优化，进行动态调控，通过精细调控合成途径中基因的表达时序，避免代谢通量失衡，减少副产物积累，并且优化酶活性和底物供应，推动中间体完全转化为LNnT的改造，构建了新型工程菌，发酵水平超过50 g/L，成本控制在70元/kg，产量远高于已报道的枯草芽孢杆菌LNnT的产量。通过宿主菌基因工程改造、代谢通路优化及发酵工艺创新，LNnT生物安全菌株发酵技术兼具高产率、高纯度与低成本特点，为工业化生产提供可靠路径。
可作为食品安全级别菌种申请和授权专利
采用食品级安全菌株益生菌枯草芽孢杆菌，无内毒素，发酵工艺简单，生产成本低（70元/kg）。
申请专利：一种合成乳酰-N-新四糖的重组枯草芽孢杆菌及其构建方法和应用
联系人：高伟霞
联系电话：1367207861
邮箱地址：gaoweixia@tust.edu.cn
