The Innovation Life | 嗜盐菌代谢工程改造高效合成组分可控的高延展性三聚物P(3HB-co-LA-co-3HV)

本研究以耐盐且适于开放发酵的Halomonas bluephagenesis为底盘菌株，旨在解决现有P(3HB‑co‑LA‑co‑3HV)三聚物合成中聚合效率低、3HV掺入率受限等问题，并实现其高效合成与组成可控。背景方面，传统生物塑料如PHB和PLA性能单一，而三元共聚物有望兼具多种优点。研究目的上，通过代谢工程与形态工程协同调控，首次实现该三聚物的高效合成，并赋予其延展性更优的特性。结论为，通过整合pct540⁻phaC1437操纵子、敲除竞争旁路基因、引入scpAB模块并采用双碳源策略，摇瓶产量提升至9.48 g/L，3HV摩尔分数达40.48%。通过弱化β-氧化相关基因，实现了单体比例的灵活调控，LA比例可提升至48 mol%。形态工程通过敲低MreB使细胞膨大成球状，细胞干重提高10%，聚合物含量提高15%。在7升生物反应器中，细胞干重达61.65 g/L，聚合物含量85.64 wt%，三聚物断裂伸长率21.56%，较PHB和PLA显著提高，展现了良好的工业和医疗应用前景。