枯草芽孢杆菌底盘细胞的设计、构建与应用

林璐，吕雪芹，刘延峰，堵国成，陈坚，刘龙

（1 江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室 江苏 无锡 214122； 2 江南大学工业生物技术教育部重点实验室 江苏 无锡 214122）

合成生物学是在基因工程的基础上整合了电子学、计算机学、数学等多门学科的内容，主要通过DNA 合成、代谢途径的组装和基因回路的设计等方面来构建新的代谢途径，或者从头合成全新的微生物基因组［1］。代谢工程旨在优化和重编程细胞代谢网络来增强目标产物的合成或赋予细胞合成新的生物化学品，侧重先整体分析，后局部分析，再到代谢节点进行遗传改造［2］。近年来，基于合成生物学方法和代谢工程技术构建的微生物底盘细胞已经被广泛应用于生产各种天然高附加值化学品、优质清洁能源和生物材料［3］。

作为一种典型的革兰氏阳性细菌和模式工业微生物，枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）具有非致病性、强大的胞外分泌蛋白能力以及无明显的密码子偏爱性等优点，并且是一种GRAS（generally recognized as safe）级食品安全宿主菌，在功能营养品、精细化学品和酶制剂的生产中具有广泛应用［4］。然而，相较于大肠杆菌（Escherichia coli），B. subtilis底盘细胞的开发还存在较明显的滞后［5］。因此，设计和构建性能优良的B. subtilis底盘细胞具有重要的科学意义与应用价值。本文作者针对近年来B.subtilis底盘细胞的设计和构建策略进行了系统的总结和讨论（表1），并通过五个案例详细介绍了B. subtilis底盘细胞的实际应用，最后对B.subtilis底盘细胞的发展趋势进行了展望。

表1 B.subtilis底盘细胞……