近日，陕西省微生物研究所杨国武研究员带领的环糊精研究团队在JCR一区期刊《Microbial Cell Factories》（IF 6.4）在线发表了题为“Economical synthesis of γ-cyclodextrin catalyzed by oriented cyclodextrin glycosyltransferase displayed on bacterial polyhydroxyalkanoate nanogranules”的研究论文，提出了一种基于定向固定化γ-CGTase-PHA纳米微球高效合成γ-环糊精的新策略。

　　在常见的天然环糊精中，γ-环糊精在内腔大小、水溶性、安全性和生物利用度等方面均表现出非常优越的性能，是一种极具潜力的功能赋形剂。然而，由于目前已发现的γ-CGTase（合成γ-环糊精的关键酶）的活性和稳定性较低，导致γ-环糊精合成成本高，阻碍了其大规模生产和应用。在本研究中，首次通过设计的一段连接肽将γ-CGTase与PHA合成酶PhaC的N端融合，并在PHA前体合成酶PhaA和PhaB共表达的条件下，在E．coli胞内生产出表面具有γ-CGTase酶活性的PHA纳米微球，一步实现γ-CGTase的表达与固定化。利用LC-MS/MS对γ-CGTase-PHA纳米微球表面的融合蛋白γ-CGTase-PhaC进行鉴定和定量，并对该纳米微球的胞内合成、酶学性质、催化特性和重复利用性进行表征。结果表明：与游离酶相比，纳米微球的环化酶活、水解酶活、热稳定性和pH稳定性均显著提高，最适pH和温度范围明显拓宽；该微球转化淀粉生成环糊精的产率高达22.73%，其中γ-环糊精的比例达到90.86%，并且重复使用8次后仍保留非常高的初始酶活。因此，本研究为高效生产γ-环糊精提供了一种极具应用潜力的纳米生物催化剂，有利于工艺控制和节约生产成本。

　　本文第一完成单位为陕西省微生物研究所，段梦露为论文的第一作者，李皎副研究员和陕西省生物农业所冉淦桥副研究员为本文的通讯作者。本工作获得陕西省科技厅重点研发计划项目和陕西省科学院项目资助。

　　论文链接：https://doi.org/10.1186/s12934-023-02191-2