近期，我校生物工程学院张建华研究员团队陈旭升教授课题组在ε-聚赖氨酸高效生产方面取得重要进展，研究成果“Combinatorial strain improvement and bioprocess development for efficient production of ε-poly-L-lysine in Streptomyces albulus”正式发表于Bioresource Technology (IF = 9.7) (https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.131123)。
ε-聚赖氨酸（ε-poly-L-lysine，简称ε-PL）是一种由单一L-赖氨酸组成的抗菌肽，具有优异的抗菌活性和生物安全性，在食品保鲜、化妆品保质、饲料替抗、抗菌材料等领域具有广泛用途。目前，ε-聚赖氨酸的工业化生产主要依靠从小白链霉菌（Streptomyces albulus）好氧发酵。然而，这种方法的生产效率较低（底物转化率低、发酵时间长和耗氧量大），导致生产成本较高，阻碍了其经济可行性，限制了其潜在利用率。
针对此问题，陈旭升教授团队首先采用鸡尾酒菌株育种策略获得了具有更强外源L-赖氨酸利用能力的ε-PL高产突变体S. albulus GS114。随后，系统优化补料分批发酵过程中的L-赖氨酸供给条件，进一步提升菌株的外源L-赖氨酸利用量，使5 L生物反应器中的ε-PL产量达到73.1 ± 1.4 g/L。最后，通过代谢工程进一步强化菌株的L-赖氨酸吸收能力和ε-PL聚合能力得到工程菌株S. albulu L2，在补料分批发酵中的ε-PL产量达到81.4 ± 5.2 g/L。这是迄今为止报道的最高ε-PL产量。这项研究提供了一种高效的ε-PL生产策略，并为高价值利用L-赖氨酸提供了新的见解。
陈旭升教授为论文的通讯作者，我校2023级博士生朱道君为第一作者。上述研究得到了国家重点研发计划（2020YFA0907700）、江苏省重点研发计划（BE2022703）和合作企业的资助。
近年来，陈旭升教授课题组以ε-PL及其盐产品制造为导向，一方面不断强化上游高效细胞工厂创制和精密发酵技术研究，另一方面不断迭代下游分离纯化技术，通过生物制造上下游联动持续降低ε-PL及其盐制造成本。相关研究成果已发表在Bioresour Technol （2024）、Sep Purif Technol (2024)、Microb Cell Fact (2023)、Front Microbiol (2023)、Appl Microbiol Biotechnol (2023)，授权国内外发明专利10余项。目前，ε-PL及其盐生物制造整体技术已完成产业化，助力合作企业入选国家专精特新“小巨人”企业。
