甘油葡萄糖苷（Glucosylglycerol, GG）是一类由甘油与葡萄糖分子以糖苷键结合的物质，具有保湿、抗氧化功能，可作为化妆品添加剂使用，也可用于蛋白药物等的长期保存；在一些日本传统发酵食品（如清酒、味增）中也发现含有活性成分GG。近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究人员一改传统化学法和酶法合成GG，通过基因工程改造蓝细菌合成和分泌GG，并通过培养优化进一步提升了蓝细菌GG产量。

　　研究人员通过敲除蓝细菌集胞藻PCC 6803甘油葡萄糖苷吸收转运蛋白GgtCD基因，实现了GG产物的部分分泌（约50%）；并通过进一步敲除GG合成负调控基因ggpR，将GG产量提升到野生型的2.5倍。之后，研究人员以降低蓝细菌细胞外渗透压（低渗胁迫）方式，实现了胞内积累GG的有效释放；并通过半连续培养的方式，将蓝细菌GG生产过程延长到24天，总GG产量达到约1 g/L。

　　此外，针对低渗胁迫和半连续培养过程中需要频繁离心的实际应用问题，研究人员引入了蓝细菌细胞凝胶封装培养模式。研究证明，该模式下蓝细菌细胞能够在胶内生长，相同条件下产物持续生产时间更长且产量更高（1.6 g/L），而产物分离过程中只需简单过滤而无需离心。

　　相关研究成果已在线发表于Applied Microbiology and Biotechnology杂志。（Photosynthetic and extracellular production of glucosylglycerol by genetically engineered and gel-encapsulated cyanobacteria http://link.springer.com/article/10.1007/s00253-014-6273-7）

　　（生物能源所供稿）



　　图1. 基因工程蓝细菌合成分泌GG示意图