生物膜对环境条件的内在弹性使其成为生物催化、生物修复、农业或消费者健康的有吸引力的平台。 然而，这些领域的主要挑战之一是有益细菌不一定擅长生物膜的形成。
基因工程通常可以解决这个问题，但来自美国的科学家 伯明翰大学的化学工程学院揭示了一种提高生物催化效率的新方法。
科学家们鉴定并筛选了一个合成聚合物库，以了解其诱导能力 生物膜形成 在大肠杆菌中。 E。大肠杆菌 是一种常用于生物催化的细菌。
该筛选使用了一种在基础科学中广泛使用的大肠杆菌（MC4100）菌株来研究基因和蛋白质，并且已知与另一种大肠杆菌菌株 PHL644 相比，它在形成生物膜方面很差，这是一种通过进化获得的同基因菌株，是良好的生物膜形成剂。
通过该筛选确定了对促进生物膜发育最有效的化学物质。 轻度阳离子聚合物被疏水聚合物超越，而芳族和杂芳族衍生物的性能明显优于可比较的脂肪族聚合物。
监测在这些聚合物存在下培养的两种菌株的生物量和生物催化活性表明，MC4100 与 PHL644 匹配甚至优于 PHLXNUMX。
研究结果表明，聚合物在溶液中沉淀并充当凝结剂，刺激称为絮凝的自然过程，从而触发细菌形成生物膜。
化学学院的 Francisco Fernández Trillo 博士* 说， “我们探索了广阔的化学空间，并确定了性能最佳的化学物质和聚合物，这些化学物质和聚合物可以提高生物技术中的主力大肠杆菌的生物催化活性。 这导致了一个小型合成聚合物库，当用作微生物培养的简单添加剂时，它们会增加生物膜的形成。 据我们所知，目前，在促进有益细菌的生物膜时，没有任何方法可以提供这种简单性和多功能性。”
“这些合成聚合物可能会绕过通过基因编辑引入生物膜形成特征的需要。 它昂贵、耗时、不可逆，并且需要微生物学技术人员来实施。 我们相信这种方法对生物催化的影响超出了生物膜。 可以采用类似的策略来识别其他微生物（如益生菌或酵母）的候选聚合物，并在食品科学、农业、生物修复或健康方面开发新的应用。”
杂志参考：
- 帕万·阿多尼、安德烈·罗曼纽克等人。 用于增强生物催化的聚合物诱导的生物膜。 母校。 水平., 2022. DOI： 10.1039/D2MH00607C
