利用代谢工程改善大肠杆菌的3-脱氢莽草酸生产

作者：元飞; 陈五九; 贾士儒; 王钦宏

来源：生物工程学报, 2014, 30(10): 1549-1560.

DOI：10.13345/j.cjb.140019

• 3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶
• 转酮醇酶
• 副产物合成途径
• 3-脱氢莽草酸
• 代谢工程
• 大肠杆菌

3-脱氢莽草酸是芳香族氨基酸合成代谢途径中的一种重要中间产物。除可作为一种高效的抗氧化剂,还可用于合成己二酸、香草醛等一些重要的化工产品,具有重要的应用价值。相关研究证明具有去酪氨酸反馈抑制的3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶基因aroFFBR以及转酮醇酶基因tktA可以有效影响3-脱氢莽草酸的过量合成。通过增加aroFFBR和tktA串联过量表达的拷贝数,可使工程菌株在摇瓶发酵条件下3-脱氢莽草酸产量提高2.93倍。通过同源重组无痕基因敲除技术依次敲除出发菌大肠杆菌Escherichia coli AB2834的乳酸、乙酸、乙醇等副产物合成途径中的重要基因ldhA、ackA-pta和adhE,可使工程菌株的3-脱氢莽草酸产量进一步提高,达到了1.83 g/L,是初始出发菌株大肠杆菌E.coli AB2834产量的6.7倍。利用5 L发酵罐进行分批补料发酵,62 h后工程菌株3-脱氢莽草酸产量达到了25.48 g/L。本研究可为构建有应用前景的3-脱氢莽草酸生产菌株提供重要参考。

• 单位
  中国科学院天津工业生物技术研究所; 生物工程学院; 天津科技大学