模块化工程改造大肠杆菌生产L-色氨酸

作者：丁爽; 陈修来; 高聪; 宋伟; 吴静; 魏婉清; 刘佳; 刘立明^*

来源：生物工程学报, 2023, 39(06): 2359-2374.

DOI：10.13345/j.cjb.221005

• L-色氨酸
• 大肠杆菌
• 代谢工程
• 模块化工程

L-色氨酸作为一种必需氨基酸，广泛应用于食品、饲料和医药等领域。目前，微生物法生产L-色氨酸存在转化率低等问题。为此，本研究通过敲除L-色氨酸操纵子阻遏蛋白(L-tryptophan operon repressor protein, trpR)、替换L-色氨酸弱化子(trpL)、引入抗反馈调节的aroGfbr等，获得可积累11.80 g/L L-色氨酸的底盘菌株大肠杆菌(Escherichia coli) TRP3。在此基础上，将L-色氨酸合成途径分为中心代谢途径模块、莽草酸(shikimic acid, SA)途径至分支酸(chorismic acid, CHA)模块、分支酸至L-色氨酸模块，并借助启动子工程，通过平衡中心代谢途径模块、莽草酸途径至分支酸模块、分支酸至L-色氨酸模块，获得工程菌E. coli TRP9。在5 L发酵罐中，工程菌E. coli TRP9的L-色氨酸产量提升至36.08 g/L，糖酸转化率提升至18.55%，达到理论转化率的81.7%。本研究利用模块工程策略，构建了高产L-色氨酸生产菌株，为L-色氨酸的规模化生产奠定了良好的基础。

• 单位
  江南大学; 食品科学与技术国家重点实验室