大肠杆菌合成4-羟基异亮氨酸的代谢工程研究

作者：王浚哲; 闫倩玉; 徐皓然; 孟燕; 张成林^*

来源：中国酿造, 2023, 42(04): 46-52.

• 大肠杆菌
• 4-羟基异亮氨酸
• 基因敲除
• 过表达
• L-异亮氨酸羟化酶
• L-异亮氨酸
• α-酮戊二酸

为进一步提高大肠杆菌(Escherichia coli)合成4-羟基异亮氨酸的性能，以前期构建的重组菌株Escherichia coli IEOH-9为出发菌株进行代谢工程改造。首先，过表达解除反馈抑制作用的天冬氨酸激酶编码基因lysCC1055T以强化L-异亮氨酸代谢通量；然后，过表达吡啶核苷酸转氢酶编码基因pntAB以提高胞内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)水平；在此基础上，分别敲除丙酮酸激酶编码基因pykF和pykA以增强磷酸烯醇式丙酮酸合成草酰乙酸的代谢流；最后过表达柠檬酸合酶编码基因glt A以提高前体物α-酮戊二酸的供应。结果表明，基因lysCC1055T、pnt AB过表达菌株E. coli IEOH-10、E. coli IEOH-11的4-羟基异亮氨酸产量分别达到17.3 g/L、19.4 g/L；敲除基因pykF的效果优于pykA，基因pykF敲除菌株Escherichia coli IEOH-13的4-羟基异亮氨酸产量为21.5 g/L；过表达基因glt A菌株IEOH-14的4-羟基异亮氨酸产量增加至24.7 g/L，较出发菌株IEOH-9提高57.3%，生物量无明显差异(P>0.05)。

• 单位
  生物工程学院; 天津科技大学