近日，中國科學院合肥物質院等離子體所陳祥松團隊在3-巖藻糖乳糖（3-FL）生物合成領域取得新進展，成功構建了一種高效生產3-FL的大腸桿菌工程菌株，實現了3-FL產量的顯著提升，相關研究成果發表在知名學術期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry上。

3-巖藻糖乳糖是母乳低聚糖的重要組成成分，對嬰兒健康具有不可替代的重要作用。然而，由于從母乳中直接提取3-FL難度極大，其生物合成一直是科研領域的熱點和難點問題。在本研究中，科研團隊以大腸桿菌BL21 Star (DE3)為宿主，通過多策略優化，成功構建了一株能夠高效合成3-FL的工程菌株，其在5 L生物反應器中發酵生產的3-FL產量高達60.24 g/L，創下目前報道的最高水平。

研究團隊首先將3-FL生產模塊整合到大腸桿菌中，并篩選出高效的α-1,3-巖藻糖轉移酶。隨后，通過優化前體合成基因簇和轉移酶基因的整合位點，篩選出能夠增強3-FL生產的轉運蛋白和甘油利用基因。經過一系列的基因工程改造和發酵條件優化，最終獲得了高產3-FL的菌株3FL05-1。在搖瓶發酵中，該菌株的3-FL產量達到了11.26 g/L，而在5L生物反應器中進一步放大生產時，3-FL產量更是達到了60.24 g/L，乳糖轉化率達到68%，產率為0.19 g/L/h。

這一成果不僅為3-巖藻糖乳糖的工業化生產提供了新的技術路線，也為其他母乳低聚糖的生物合成提供了寶貴的經驗和借鑒。

論文連接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c11761

圖1 大腸桿菌從頭合成3-FL通路

圖23-FL 5L罐發酵