转录调控因子CsgD强化重组大肠埃希菌生物被膜催化转化桑树黄酮苷的研究

生物被膜催化剂具有可再生、可持续和可扩展等优势,但其生长慢、产量低等问题限制了其在桑树黄酮苷生物转化中的应用。本文以产α-L-鼠李糖苷酶RhaB1的重组大肠埃希菌为研究对象,通过过表达其生物被膜转录调控因子基因csgD,考察CsgD对胞外聚合物分泌、细菌运动和群体感应等生物被膜形成过程关键因子及其催化性能的调控影响。结果表明,过表达菌株形成生物被膜在20 h达到成熟期,比原始菌株延长了25%,生物被膜产量提高了61.51%,说明过表达csgD对生物被膜生长具有促进作用。培养24 h后,过表达菌株分泌的紧密型胞外多聚物中多糖和蛋白质质量浓度为47.54 mg/L和54.72 mg/L,比原始菌株提高了18.24%和37.44%;过表达菌株的游动、群集和蹭行运动半径分别为3.41 mm、7.29 mm和10.61 mm,比原始菌株提高了7.23%、8.00%和7.06%。荧光定量PCR结果显示,过表达菌株中胞外聚合物基因(pgaA、bcsA)、运动性基因(fimH、motB)和群体感应基因(luxS、lsrB、aphA)的表达量显著上升,表明过表达csgD对胞外聚合物分泌、细菌运动和群体感应均具有促进作用。此外,过表达菌株的最适生物被膜催化条件为pH 6.0、温度35℃,此时芦丁转化为异槲皮苷的得率为69.29%,比原始菌株提高了56.74%。本研究表明,csgD基因对重组大肠埃希菌生物被膜形成及催化性能的强化作用,为生物转化桑树黄酮苷生产高附加值产品提供了新的思路。