谷氨酸棒桿菌（Corynebacterium glutamicum）是一種革蘭氏陽性、非致病性的工業(yè)微生物，自1957年日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)其高產(chǎn)L-谷氨酸特性以來，已成為全球氨基酸工業(yè)的核心生產(chǎn)菌種。該菌株具備優(yōu)化的代謝網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)定的遺傳背景，基因組大小為3.3 Mb。在合成生物學(xué)技術(shù)的突破下，谷氨酸棒桿菌的應(yīng)用領(lǐng)域從傳統(tǒng)氨基酸生產(chǎn)擴展至重組蛋白表達、生物材料合成等多個高附加值領(lǐng)域，逐漸成為新型蛋白表達底盤的熱門候選。

六大核心優(yōu)勢VS 四大技術(shù)挑戰(zhàn)

為何選擇谷氨酸棒桿菌？

1. 高效分泌能力：天然具備Sec和Tat分泌途徑，S層蛋白（S-layer）的分泌效率顯著，胞外蛋白純度可達90%以上，大大簡化下游純化流程；
2. 低內(nèi)源蛋白酶活性：胞內(nèi)蛋白酶活性僅為枯草芽孢桿菌的1/5，顯著提升外源蛋白穩(wěn)定性；
3. 工業(yè)級耐受：耐受pH 5-9、溫度（30-42℃）、高滲透壓（1.5 M NaCl），適配規(guī)模化發(fā)酵條件；
4. 生物安全：已獲美國FDA GRAS認證，適用于食品級和藥用蛋白生產(chǎn)；
5. 高產(chǎn)潛力：某獸用疫苗抗原產(chǎn)量可達1010 mg/L（遠高于大腸桿菌62 mg/L）；
6. 代謝特性優(yōu)異：具備廣泛的碳源利用譜（葡萄糖、木糖等），并且對營養(yǎng)需求簡單。

>>現(xiàn)存挑戰(zhàn)
》宿主限制性屏障：厚肽聚糖細胞壁導(dǎo)致DNA導(dǎo)入效率低下，需優(yōu)化電穿孔參數(shù)。
》動態(tài)調(diào)控工具缺乏：代謝通路精細調(diào)控依賴外源誘導(dǎo)系統(tǒng)（如IPTG），增加工業(yè)化成本。
》基因組注釋空白：約43%基因功能尚未明確（KEGG數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計），限制理性設(shè)計能力。

未來發(fā)展：AI+合成生物學(xué)雙引擎驅(qū)動