近日，陜西省微生物研究所楊國武研究員帶領(lǐng)的環(huán)糊精研究團隊在JCR一區(qū)期刊《Microbial Cell Factories》（IF 6.4）在線發(fā)表了題為“Economical synthesis of -cyclodextrin catalyzed by oriented cyclodextrin glycosyltransferase displayed on bacterial polyhydroxyalkanoate nanogranules”的研究論文，提出了一種基于定向固定化 -CGTase-PHA納米微球高效合成 -環(huán)糊精的新策略。

　　在常見的天然環(huán)糊精中， -環(huán)糊精在內(nèi)腔大小、水溶性、安全性和生物利用度等方面均表現(xiàn)出非常優(yōu)越的性能，是一種極具潛力的功能賦形劑。然而，由于目前已發(fā)現(xiàn)的 -CGTase（合成 -環(huán)糊精的關(guān)鍵酶）的活性和穩(wěn)定性較低，導致 -環(huán)糊精合成成本高，阻礙了其大規(guī)模生產(chǎn)和應用。在本研究中，首次通過設(shè)計的一段連接肽將 -CGTase與PHA合成酶PhaC的N端融合，并在PHA前體合成酶PhaA和PhaB共表達的條件下，在E．coli胞內(nèi)生產(chǎn)出表面具有 -CGTase酶活性的PHA納米微球，一步實現(xiàn) -CGTase的表達與固定化。利用LC-MS/MS對 -CGTase-PHA納米微球表面的融合蛋白 -CGTase-PhaC進行鑒定和定量，并對該納米微球的胞內(nèi)合成、酶學性質(zhì)、催化特性和重復利用性進行表征。結(jié)果表明：與游離酶相比，納米微球的環(huán)化酶活、水解酶活、熱穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性均顯著提高，最適pH和溫度范圍明顯拓寬；該微球轉(zhuǎn)化淀粉生成環(huán)糊精的產(chǎn)率高達22.73%，其中 -環(huán)糊精的比例達到90.86%，并且重復使用8次后仍保留非常高的初始酶活。因此，本研究為高效生產(chǎn) -環(huán)糊精提供了一種極具應用潛力的納米生物催化劑，有利于工藝控制和節(jié)約生產(chǎn)成本。

　　本文第一完成單位為陜西省微生物研究所，段夢露為論文的第一作者，李皎副研究員和陜西省生物農(nóng)業(yè)所冉淦橋副研究員為本文的通訊作者。本工作獲得陜西省科技廳重點研發(fā)計劃項目和陜西省科學院項目資助。

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1186/s12934-023-02191-2