【聚焦】表面活性素(抗菌脂肽)应用潜力巨大 发酵产率低限制了其产业化发展

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表面活性素表面性能优异,应用潜力巨大,但由于天然高产菌株筛选难度大、发酵产率低、安全性研究有限,表面活性素工业化生产和应用受到极大限制

表面活性素又称抗菌脂肽、枯草肽,是由7个α-氨基酸残基、1个羟基脂肪酸残基,以内酯键结合形成的环状化合物分子。表面活性素具有独特的亲水、亲油结构,亲水基团为酸性氨基酸残基、内酯环链骨架,亲油基团为肽链氨基酸、长脂肪酸侧链。

根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国表面活性素(抗菌脂肽)行业应用市场需求及开拓机会研究报告》显示,表面活性素结构独特,具有良好的去垢、乳化、增溶等特性和抑菌、抗肿瘤、抗炎等功效,在石油开采、生物燃料、日化洗涤、环境治理、农业、医药等领域具有广阔应用前景。石油开采是表面活性素重要应用领域之一,在该领域,表面活性素可用于制备页岩抑制剂、分散剂、破乳剂、钻井液、洗井液、压裂液等。

脂肽是由微生物分泌的一种天然产物,根据结构不同,其分为环状脂肽、线状脂肽两大类。表面活性素是环状脂肽的一种,主要从枯草芽孢杆菌的发酵液中提取得到。按照肽链中氨基酸类型和连接顺序不同,表面活性素又分为十余种其他结构类似物。

表面活性素主要由枯草芽孢杆菌合成。枯草芽孢杆菌又称枯草杆菌,是芽孢杆菌属中最常见的一种细菌,广泛存在于在土壤、作物根系/体表、动植物残体中。中国、美国、印度是全球最主要的枯草芽孢杆菌生产国,我国相关企业有台湾百泰生物、武汉科诺生物、福建凯立生物、江苏苏滨生物等。

表面活性素表面性能优异,应用潜力巨大,但由于天然高产菌株筛选难度大、发酵产率低、安全性研究有限,表面活性素工业化生产和应用受到极大限制。近年来,合成生物学、基因重组等技术的快速发展,为表面活性素规模化生产提供了新途径,我国相关研究院校有清华大学、中科院先进技术研究院等。

清华大学于慧敏教授团队从特殊环境中筛选获得野生枯草芽孢杆菌,采用原位编辑超强启动子工程、营养细胞-芽孢调控等策略,成功构建高产表面活性素的无休眠枯草芽孢杆菌超级细胞工厂,打通了表面活性素高产新工艺。该工艺成本、产量优势明显,2022年该工程菌高产表面活性素技术已完成中试和产业化规模生产工艺开发。

新思界行业分析人士表示,以表面活性素为代表的脂肽类生物表面活性剂具有天然、高效、环保等特点,在节能减排、双碳背景下,脂肽类生物表面活性剂有望逐步替代化学表面活性剂,市场发展空间广阔。目前我国实现脂肽类生物表面活性剂工业化生产的企业较少,主要有大庆华理生物技术股份有限公司、北京市捷博特能源技术有限公司等。

       原文标题 : 【聚焦】表面活性素(抗菌脂肽)应用潜力巨大 发酵产率低限制了其产业化发展

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