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2′- 岩藻糖基乳糖（2′-Fucosyllactose）是婴儿生长必需营养物质，谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）无法合成。研究人员对谷氨酸棒杆菌 ATCC13032 进行工程改造，成功使其利用岩藻糖和乳糖生产 2′- 岩藻糖基乳糖，产量达 2.07 g/L，为婴儿营养领域带来新突破。
2′- 岩藻糖基乳糖（2′-Fucosyllactose）是人类母乳中含量最丰富的低聚糖，也是婴儿生长所需的三种必需营养素之一。谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）是常见的工业发酵细菌，但它无法合成 2′- 岩藻糖基乳糖。在这项研究中，研究人员对谷氨酸棒杆菌 ATCC13032 进行改造，使其能够利用岩藻糖（fucose）和乳糖（lactose）生产 2′- 岩藻糖基乳糖。
研究人员对来自幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）的编码 α - 1,2 - 岩藻糖基转移酶（α-1,2-fucosyltransferase）的基因 futC 进行了密码子优化，并对四个氨基酸（F40S/Q150H/C151R/Q239S）进行了突变。将修饰后的基因 futC 和来自多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）的编码岩藻糖激酶 / 鸟苷二磷酸 - 岩藻糖焦磷酸化酶（fucokinase/GDP-fucose pyrophosphorylase）的基因 fkp 在质粒 pEC 中过表达，然后转化到谷氨酸棒杆菌中，得到菌株 CW002。然而，CW002 无法合成 2′- 岩藻糖基乳糖，这可能是因为底物岩藻糖和 / 或乳糖无法穿过细胞膜。
于是，研究人员又将来自大肠杆菌（Escherichia coli）的编码乳糖通透酶（lactose permease）的基因 lacY 和编码岩藻糖通透酶（fucose permease）的基因 fucP 在质粒 pXTuf 中过表达，并转化到 CW002 中，得到菌株 CW006。不出所料，CW006 成功合成了 2′- 岩藻糖基乳糖。有趣的是，当改变这四个基因的表达组合时，2′- 岩藻糖基乳糖的产量会下降甚至停止，这表明 CW006 中这四个基因的表达水平可能需要达到良好的平衡。最终，谷氨酸棒杆菌 CW006 在 2.4 升生物反应器中生产出了 2.07 克 / 升的 2′- 岩藻糖基乳糖。
