毕赤酵母高效合成甜味蛋白Brazzein

doi:10.7506/spkx1002-6630-20250311-087

食品科学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (17): 111-108.doi: 10.7506/spkx1002-6630-20250311-087

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毕赤酵母高效合成甜味蛋白Brazzein

高鹏，张胜梦，孙元伟，黄巍巍，邱益彬，徐虹，张琦，李莎

（1.南京工业大学?材料化学工程全国重点实验室，江苏?南京 211800；2.南京工业大学食品与轻工学院，江苏?南京 211800）

发布日期:2025-08-18
基金资助:
“十四五”国家重点研发计划重点专项（2023YFF1103400）

Efficient Synthesis of Sweet Protein Brazzein by Komagataella phaffii

GAO Peng, ZHANG Shengmeng, SUN Yuanwei, HUANG Weiwei, QIU Yibin, XU Hong, ZHANG Qi, LI Sha

(1. State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211800, China; 2. College of Food Science and Light Industry, Nanjing Tech University, Nanjing 211800, China)

Published:2025-08-18

摘要/Abstract

摘要： 通过优化毕赤酵母Komagataella phaffii GS115表达系统，显著提升高倍甜味蛋白Brazzein的分泌表达水平。首先成功获得重组菌株K. phaffii Bra-1，经摇瓶发酵优化，在甲醇诱导体积分数2%、生物素体积分数0.08%、温度30 ℃、初始pH 6.0的条件下，表达量达到90.2 mg/L。进一步表达元件筛选优化实验表明内源醇氧化酶1启动子（PAOX1）具有最优表达性能；αΔ57-70信号肽（SαΔ57-70）通过增强信号肽柔性使Brazzein表达量达到183.2 mg/L；共表达调控元件蛋白二硫键异构酶进一步将产量提高至209.3 mg/L。在5 L生物反应器中，调控诱导起始OD600为100、pH值恒定在5.0，通过分批补料策略使得Brazzein产量达到1.4 g/L。本研究为甜味蛋白Brazzein的规模化生产与应用奠定了基础。

关键词: 甜味蛋白；Brazzein；毕赤酵母；启动子；信号肽

Abstract: In this study, the expression system of Komagataella phaffii GS115 was optimized for improved secretion of the sweet protein Brazzein. The recombinant strain K. phaffii Bra-1 was successfully obtained, which produced 90.2 mg/L of Brazzein in shake flask fermentation under 2% methanol, 0.08% biotin, 30 ℃ and initial pH 6.0. Selection and optimization of expression elements showed that the endogenous alcohol oxidase 1 (AOX1) promoter had the best expression performance. The αΔ57-70 signal peptide increased the expression of Brazzein to 183.2 mg/L, which was further increased to 209.3 mg/L by the co-expression regulatory element, disulfide bond isomerase (PDI). In a 5 L bioreactor, fed-batch fermentation at an initial OD600 of 100 and a constant pH of 5.0 yielded 1.4 g/L of Brazzein. This study lays the foundation for the large-scale production and application of Brazzein.

Key words: sweet protein; Brazzein; Komagataella phaffii; promoter; signal peptide

中图分类号:

Q819

高鹏，张胜梦，孙元伟，黄巍巍，邱益彬，徐虹，张琦，李莎. 毕赤酵母高效合成甜味蛋白Brazzein[J]. 食品科学, 2025, 46(17): 111-108.

GAO Peng, ZHANG Shengmeng, SUN Yuanwei, HUANG Weiwei, QIU Yibin, XU Hong, ZHANG Qi, LI Sha. Efficient Synthesis of Sweet Protein Brazzein by Komagataella phaffii[J]. FOOD SCIENCE, 2025, 46(17): 111-108.

[1]	林标声. Neurospora crassa LY03菌株在客家“红菌豆渣”营养物质转化中转录组及转化产物分析[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[2]	赵剑雷，邱树毅，王晓丹，袁梦，周鸿翔. 异常威克汉姆酵母与酿酒酵母在混合发酵中的相互作用机制[J]. 食品科学, 2022, 43(16): 201-208.
[3]	缪士涛宫兴文胡敏. 人乙醛脱氢酶2与NusA的融合表达[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[4]	赵琳娜刘娜王学硕崔生辉. 肠道集聚性大肠埃希氏菌菌体和gDNA标准物质的研制[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[5]	周凤谭黄虹孙慧敏郑兆娟欧阳嘉. 基于红藻多糖的生物转化研究进展[J]. , 0, (): 0-0.
[6]	周凤，谭黄虹，孙慧敏，郑兆娟，欧阳嘉. 基于红藻多糖的生物转化研究进展[J]. 食品科学, 2021, 42(13): 326-334.
[7]	高兆建黄亮浩丁飞鸿陈腾赵宜峰焦魏. 源自泡菜的植物乳杆菌产新型广谱抑菌细菌素的特性分析[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[8]	高兆建，黄亮浩，丁飞鸿，赵宜峰，陈腾. 源自泡菜的植物乳杆菌产新型广谱抑菌细菌素的特性分析[J]. 食品科学, 2021, 42(10): 171-177.
[9]	高兆建秦宸锴黄亮浩朱双朱劲虎赵宜峰. 腊肉拮抗菌分离及抗真菌脂肽特性分析[J]. , 0, (): 0-0.
[10]	高兆建，秦宸锴，黄亮浩，朱双，朱劲虎，赵宜峰. 腊肉拮抗菌分离及抗真菌脂肽特性分析[J]. 食品科学, 2021, 42(8): 129-136.
[11]	高兆建，王秋芬，丁飞鸿，许祥，赵宜峰，焦魏，陈腾. 广谱拮抗菌株的筛选诱变及抗菌物质分离鉴定[J]. 食品科学, 2021, 42(2): 143-150.
[12]	夏丹丹，赵莹莹，马盼盼，王深垒，马常阳，郜晓峰，康文艺. 大肠杆菌DNA定性标准物质的制备及在枸杞子污染检测中的应用[J]. 食品科学, 2020, 41(18): 267-274.
[13]	叶枫. 来自魔芋的葡甘露低聚糖的热稳定性特性以及与低聚果糖益生元的对比分析[J]. , 0, (): 0-0.
[14]	王儒昕韩琴陈园园吴菁闫达中李鑫刘军. 共表达分子伴侣PDI和转录因子Aft1对毕赤酵母表达人溶菌酶的影响[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[15]	王儒昕，韩琴，陈园园，吴菁，闫达中，刘军，李鑫. 共表达分子伴侣PDI和转录因子Aft1对毕赤酵母表达人溶菌酶的影响[J]. 食品科学, 2020, 41(10): 124-130.

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