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记者日前从中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称天津工生所）获悉，该所科研人员开发出一种名为N30的短小蛋白融合标签，能够有效提高多种异源蛋白在枯草芽孢杆菌中的表达与分泌水平。相关研究成果已发表于国际学术期刊《生物资源技术》。

据悉，工业酶是多酶级联反应体系的核心元件，但其异源表达效率低、成本高的问题长期制约规模化应用。现有蛋白表达标签多存在分子量较大、通用性有限或影响蛋白结构与功能等不足。为此，天津工生所研究团队基于枯草芽孢杆菌中高分泌表达蛋白——葡萄糖-6-磷酸异构酶的结构特征，采用蛋白质三维结构区域截断分析策略，筛选并确定了一段由30个氨基酸组成的N端微标签N30。实验显示，该标签可显著提升多种异源蛋白的表达水平。

在人工淀粉合成途径中，以天津工生所自主研发的枯草芽孢杆菌MATE表达系统为基础，N30标签帮助实现了8种关键酶的高水平分泌表达。研究团队进一步对标签中暴露的疏水残基进行突变，优化后的N30（M22D）-TpiA蛋白分泌表达水平达到15克/升。此外，N30标签还能使多种真核来源的蛋白在枯草芽孢杆菌中实现从无到有的表达，拓展了原核宿主表达真核酶的技术路径。

在应用验证中，天津工生所研究团队将N30标签与维生素合成途径中的限速酶进行融合表达，结果显示维生素B2和维生素K2的产量分别提高了2.4倍和2.3倍，表明该标签在代谢工程中具有一定通用性。

该研究获得中国科学院战略性先导科技专项、天津市合成生物技术创新能力提升行动等项目资助，研究团队已就该成果申请一项专利。作为天津港保税区重要科研力量之一，天津工生所此次研发的通用型蛋白表达工具，为区域内合成生物制造产业提供了技术储备，有助于进一步降低多酶催化体系的生产成本，服务高附加值化学品的绿色生物制造。