专题网站 · 刘华强
丝状真菌细胞工厂
用菌丝合成未来：酶、有机酸、药物与新食品
图：丝状真菌菌丝与分生孢子梗（荧光显微风格）
什么是丝状真菌细胞工厂
把廉价碳源变成高价值产品的菌丝工厂
丝状真菌（如曲霉、木霉）以菌丝形式生长，天然具有强大的蛋白分泌能力和丰富的次级代谢途径。
通过代谢工程与合成生物学改造，它们被当作“细胞工厂”，把廉价碳源（葡萄糖、淀粉、木质纤维素）转化为高价值产品。
优势
- 蛋白分泌能力强：工业菌株胞外蛋白可达每升数十克量级
- 可利用廉价原料，耐受工业发酵条件
- 多个菌种拥有 GRAS 安全认证、长期工业应用历史
挑战
- 菌丝形态导致发酵液黏度高、传质差
- 遗传操作相对酵母和大肠杆菌更难
- 异源蛋白表达常受蛋白酶降解和分泌瓶颈限制
代表底盘菌株
六个工业与研究中最常用的菌种
黑曲霉
Aspergillus niger
柠檬酸、糖化酶等工业酶。
米曲霉
Aspergillus oryzae
酱油、清酒酿造；酶与异源蛋白表达。
里氏木霉
Trichoderma reesei
纤维素酶工业主力。
产黄青霉
Penicillium chrysogenum
青霉素生产。
嗜热毁丝霉
Myceliophthora thermophila
耐高温；木质纤维素利用与化学品合成。
土曲霉
Aspergillus terreus
洛伐他汀、衣康酸。
主要产品
从工业酶到替代蛋白，五大类产品
| 类别 | 代表产品 | 典型菌株 |
|---|---|---|
| 工业酶 | 纤维素酶、糖化酶、植酸酶 | 里氏木霉、黑曲霉 |
| 有机酸 | 柠檬酸、衣康酸、苹果酸 | 黑曲霉、土曲霉 |
| 药物与次级代谢物 | 青霉素、洛伐他汀、头孢菌素 | 产黄青霉、土曲霉 |
| 替代蛋白与食品 | 菌丝蛋白（真菌蛋白）、食品配料 | 镰刀菌、米曲霉 |
| 异源蛋白 | 抗体片段、食品蛋白 | 黑曲霉、米曲霉 |
关键技术
从基因到发酵罐的六项关键技术
01 基因编辑
CRISPR/Cas9 等多基因编辑工具。
02 启动子与表达元件
强启动子，诱导型 / 组成型调控。
03 分泌途径工程
蛋白折叠优化、蛋白酶基因敲除。
04 菌丝形态工程
调控分枝与菌球形态，降低发酵黏度。
05 发酵过程优化
补料策略、溶氧控制、放大。
06 多组学与模型
转录组、代谢组、基因组尺度代谢模型。
研究动态
进展、实验结果与行业新闻
按时间倒序，最新的在最上面。
2026-10-15
西班牙首家真菌蛋白工厂开始销售：ODS Protein 位于加利西亚 O Porriño 的真菌蛋白（mycoprotein）工厂启动销售，并正物色土地在加利西亚建第二座工厂，计划将年产能提升至 400 吨。来源：La Voz de Galicia最新
2026-10-14
嗜热毁丝霉表观遗传编辑实现纤维素酶可逆调控：天津工生所田朝光团队构建 CRISPR/dCas9-p300 表观遗传编辑系统，靶向激活 clr-1、clr-2、xyr-1，使胞外蛋白和 CMCase 活力分别提高至野生型的 5.5 倍和 3.7 倍，并可诱导/撤除实现可逆调控；成果发表于 Microbiological Research。来源：中国科学院天津工业生物技术研究所2026-10-14
嗜热毁丝霉玉米芯一步发酵合成 L-谷氨酸：天津工生所以嗜热毁丝霉为底盘进行系统代谢工程改造，无需预处理和外加纤维素酶即可由纤维素和玉米芯直接发酵产 L-谷氨酸，拓展了丝状真菌整合生物炼制（CBP）的应用；成果发表于 ACS Synthetic Biology。来源：中国科学院天津工业生物技术研究所2026-10-13
澳新就转基因里氏木霉来源葡糖淀粉酶征求意见：澳新食品标准局（FSANZ）发布 415-26 号通知，A1358 号申请拟批准来自转基因里氏木霉（基因供体：烟曲霉）的葡糖淀粉酶作为加工助剂，意见征求截至 2026 年 11 月 24 日。来源：食品伙伴网-
2026-10-15
新增文献：《构建多功能黑曲霉平台用于聚酮的高效可规模化生物合成》，查看全文。 -
2026-10-15
网站上线：搭建丝状真菌细胞工厂主题网站框架。
文献与笔记
读过的论文，每篇一句话要点
利用异源β-葡萄糖苷酶合成槐糖以促进里氏木霉纤维素酶生产（Sophorose biosynthesis with heterologous beta-glucosidases for cellulase production in Trichoderma reesei）
- 作者与期刊：Liu Jiaming et al.，Letters in Applied Microbiology，2026-10-14 上线
- 影响因子：IF 2025: 2.0；JCR 分区：Q4
- 简介：比较三种真菌来源β-葡萄糖苷酶的转糖苷活性，黑曲霉 rAnCel1A 可合成 8.42 g/L 槐糖；20 L 罐中酶法槐糖-葡萄糖混合物 24 h 内即诱导里氏木霉产纤维素酶，而纯葡萄糖不能。在 Rut-C30 中异源表达 cel1A 进一步提高了β-葡萄糖苷酶和滤纸酶活，为“诱导剂自合成+产酶”耦合提供可行框架。
- 链接：DOI: 10.1093/lambio/ovag088
在构巢曲霉中异源表达金龟子绿僵菌 barc 基因簇揭示巴塞罗那酸生物合成中的二苯醚-氧杂蒽转化（Heterologous expression of the Metarhizium anisopliae barc gene cluster reveals a diphenyl ether-to-xanthene transformation in barceloneic acid biosynthesis）
- 作者与期刊：Sbaraini Nicolau et al.，Organic & Biomolecular Chemistry，2026-10-13 上线
- 影响因子：IF 2025: 2.8；JCR 分区：Q2
- 简介：以构巢曲霉为异源宿主重建绿僵菌非还原型聚酮合酶基因簇 barc，获得巴塞罗那酸 A、C2 及两个新化合物 D、E。组合表达与饲喂实验鉴定 GMC 氧化还原酶 BarcL 负责将二苯醚骨架转化为氧杂蒽骨架，揭示了大黄素衍生途径的骨架重塑新步骤。
- 链接：DOI: 10.1039/d6ob01032f
基于流式细胞术的里氏木霉荧光蛋白基准评测（Benchmarking of Fluorescent Proteins in Trichoderma reesei Using Flow Cytometry）
- 作者与期刊：Killian Métivier et al.，Cytometry Part A，2026-10-13 上线
- 影响因子：IF 2025: 2.9；JCR 分区：Q2
- 简介：针对高分泌底盘里氏木霉荧光标记工具匮乏的问题，以单拷贝插入（改用粗糙脉孢菌 TEF 启动子）系统比较了 6 种新荧光蛋白。筛选出 1 种黄色和 2 种绿色荧光蛋白在转化子筛选中优于 eGFP，另有 1 种红色荧光蛋白可用于共标记，扩充了丝状真菌工程改造的报告工具箱。
- 链接：DOI: 10.1002/cyto.a.70071
斐济曲霉 SYG-K1 来源β-呋喃果糖苷酶制剂用于生产富含蔗果三糖的短链低聚果糖的安全性评价（Safety evaluation of a β-fructofuranosidase enzyme preparation from Aspergillus fijiensis SYG-K1 for the production of 1-kestose-enriched short-chain fructooligosaccharides）
- 作者与期刊：Lee Sanghee et al.，Food Additives & Contaminants: Part A，2026-10-13 上线
- 影响因子：IF 2025: 2.5；JCR 分区：Q3
- 简介：通过紫外/NTG 诱变选育出β-呋喃果糖苷酶活性提高的斐济曲霉 SYG-K1，可高比例生成 1-蔗果三糖（GF2）。按 OECD 指南完成急性、重复给药毒性及遗传毒性评价，NOAEL 为 1643.9 mg TOS/kg bw/天，支持该曲霉酶制剂的食品应用安全性。
- 链接：DOI: 10.1080/19440049.2026.2747799
构建多功能黑曲霉平台用于聚酮的高效可规模化生物合成
- 一句话要点：以黑曲霉为底盘，搭建可规模化的聚酮高效合成平台。
- 链接：查看全文（离线整理版）
学习资源
综述、数据库与课程
综述推荐 待更新
- 待更新
数据库与工具 待更新
- 待更新
课程与讲座 待更新
- 待更新
关于
关于本站
本站由 刘华强 维护，记录对丝状真菌细胞工厂的学习与研究。