Lactococcus lactis nisin-Controlled遺伝子発現システムの最適化産業用途に最適

背景：lactococcus lactisのニシン制御遺伝子発現システムNiceは、グラム陽性細菌で最も広く使用されている発現システムの1つです。その広範な使用にもかかわらず、培養条件の最適化とニシン誘導は、最大の収率を得るために実施されていません。モデルシステムとして、S。simulansbiovarによって生成された抗菌タンパク質（主に黄色ブドウ球菌に対する）の産生が誘導されました。Staphylolyticusが使用されました。3つの主要な領域では、最大収量の最適化が必要です。細胞密度、ニシン制御誘導とタンパク質産生、および標的タンパク質に固有のパラメーターです。 結果：一連のpH制御発酵では、次のパラメーターが最適化されました：培養のpH、中和剤としてのNAOHまたはNH4OHの使用、亜鉛とリン酸塩の添加、発酵温度、誘導の時点（細胞密度の細胞密度培養）、誘導のために追加されたニシンの量、つまり酵母抽出物、ペプトン、ラクトース、つまり3つの基本的な媒体成分の量。各培養の成長とリソスタフィンの産生が続きました。リソスタフィンの生成は、変化したすべてのパラメーターに依存していました。最適化の過程で、リソスタフィン収率の3倍の増加が100 mg/Lから300 mg/Lから達成されました。 結論：L。lactisの素敵な遺伝子発現システムを使用したタンパク質産生は、誘導のために添加されたニシンの量、媒体組成、発酵パラメーターの量に強く依存しています。重要なパラメーターの慎重な最適化により、標的タンパク質の収率が大幅に増加します。

BACKGROUND: The nisin-controlled gene expression system NICE of Lactococcus lactis is one of the most widely used expression systems in Gram-positive bacteria. Despite its widespread use, no optimization of the culture conditions and nisin induction has been carried out to obtain maximum yields. As a model system induced production of lysostaphin, an antibacterial protein (mainly against Staphylococcus aureus) produced by S. simulans biovar. Staphylolyticus, was used. Three main areas need optimization for maximum yields: cell density, nisin-controlled induction and protein production, and parameters specific for the target-protein. RESULTS: In a series of pH-controlled fermentations the following parameters were optimized: pH of the culture, use of NaOH or NH4OH as neutralizing agent, the addition of zinc and phosphate, the fermentation temperature, the time point of induction (cell density of the culture), the amount of nisin added for induction and the amount of three basic medium components, i.e. yeast extract, peptone and lactose. For each culture growth and lysostaphin production was followed. Lysostaphin production yields depended on all parameters that were varied. In the course of the optimization a three-fold increase in lysostaphin yield was achieved from 100 mg/l to 300 mg/l. CONCLUSION: Protein production with the NICE gene expression system in L. lactis strongly depends on the medium composition, the fermentation parameters and the amount of nisin added for induction. Careful optimization of key parameters lead to a significant increase in the yield of the target protein.