凈化室在海洋微生物合成生物表面活性劑機制方面取得進展

   與化學合成的表面活性劑相比，微生物合成的生物表面活性劑具有表面活性強、化學結構多樣、毒性低、易被生物降解等優勢，在石油化工、醫藥、環境修復等領域展現出良好的應用潛力。鼠李糖脂是近年來最受關注的一類生物表面活性劑，但它是由單/雙糖和單/雙脂等多種結構類似物組成的混合物，且其中脂肪酸鏈的長度及飽和程度不同，造成微生物產物組成復雜、產物活性不穩定，增加了下游純化工藝難度，提高了產品制備成本，限制了市場推廣和應用。因此，解析微生物合成鼠李糖脂的代謝途徑及其調控機制能夠為發酵過程優化和產物分離純化提供指導，具有重要的研究價值。
   凈化室杜瑾博士及所在團隊以Pseudomonas aeruginosa為研究對象，將多株海洋菌株與模式菌株ATCC 10145比較，發現菌株1A01151和1A00364合成的鼠李糖脂混合物中，較長脂肪酸鏈（主要為C10-C12和C10-C12:1）和雙糖結構的比例更高，因此其產物表面活性更強，在純水中最低表面張力值分別低至21.3 mN m-1和25.7 mN m-1。進一步分析胞內脂肪酸含量和關鍵基因表達水平發現，這兩株海洋菌株中rhlAB與rhlC基因在全發酵過程中始終上調表達，dTDP-L-鼠李糖與脂肪酸前體（C12和C12:1）在產物合成初始階段基因表達上調并大量積累，是導致其產量和表面活性較高的主要原因。這項研究首次闡明了鼠李糖脂及其前體合成途徑間代謝調控與產物同系物組成間的關系，發表于工程技術類期刊Bioresource Technology（JCR一區Top，IF 6.669）上（Comparative analysis of rhamnolipid congener synthesis in neotype Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145 and two marine isolates, 2019, 286: 121380）。
   上述研究工作得到了國家自然科學基金青年項目和所基金團隊項目支持。