乳基功能蛋白微生物细胞工厂构建与优化研究进展

来源：中国食品学报杂志2025年第9期北京时间：

作者：刘龙

单位：刘龙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;江南大学未来食品科学中心 江苏无锡 214122,

摘要：乳蛋白是乳汁中的关键营养成分，主要由酪蛋白和乳清蛋白组成，能够为婴幼儿提供全部必需和非必需氨基酸。其中，具有特定生理活性的乳蛋白被称为乳基功能蛋白，如乳铁蛋白、骨桥蛋白等，被广泛应用于营养健康与生物医药领域。传统乳基功能蛋白的提取方法受限于原料供应不足、工艺复杂和提取效率低，难以支撑其产业化发展。近年来，微生物凭借其生长迅速，易于遗传操作和适合规模化培养等优势，成为乳基功能蛋白异源生产的重要替代平台。目前已有多种关键蛋白在大肠杆菌、毕赤酵母等系统中成功表达。本文综述主要乳基功能蛋白的结构特征及其生物学功能，系统总结微生物表达体系的优化策略，探讨当前面临的技术挑战，包括翻译后修饰不完全，分泌效率低和宿主蛋白酶介导的降解等问题。同时，展望整合人工智能辅助蛋白设计，多组学调控手段以及微流控高通量筛选等前沿技术在优化表达系统中的应用潜力，为乳基功能蛋白的高效、规模化生物制造提供理论依据和技术支持。

关键词：乳基功能蛋白; 微生物细胞工厂; 异源表达; 蛋白分泌; 翻译后修饰

基金资助：国家自然科学基金项目(32270096)