地衣芽胞杆菌发酵合成L-酪氨酸以及莽草酸途径代谢节点的研究

作者：许银彪; 李由然; 石贵阳^*

来源：食品与发酵工业, 2022, 48(07): 1-7.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028234

• L-酪氨酸
• 莽草酸途径
• 地衣芽胞杆菌
• 发酵优化
• 荧光定量PCR

L-酪氨酸是多种有价值的次级代谢产物的通用前体。地衣芽胞杆菌中芳香族氨基酸合成是通过莽草酸途径进行，但代谢调控的潜在机制仍不清楚。该研究对地衣芽胞杆菌合成酪氨酸过程中莽草酸途径代谢节点进行挖掘。通过发酵优化、提升细胞摄氧能力、荧光定量PCR检测途径基因转录水平、多个节点基因的不同组合方式过表达以及莽草酸补加等策略，对莽草酸途径代谢节点进行挖掘。在最优发酵条件下，重组菌HGPA合成酪氨酸单位菌体产量可以达到71 mg/L。荧光定量PCR结果表明，vgb基因的过表达后aroC和aroD基因转录水平分别是原始菌的2.57和2.91倍，酪氨酸单位菌体产量从71 mg/L提升至100 mg/L,提升了40.8%。在HGPA的基础上分别过表达基因aroC,aroD和aroK,其中HGPAD与HGPAK重组菌酪氨酸合成量可以达到1 200 mg/L。发酵过程中补加5 g/L莽草酸时，HGPA与HGPAK的酪氨酸合成分别可以达到1 311和1 490 mg/L。aroD和aroK是地衣芽胞杆菌合成酪氨酸过程中莽草酸途径的重要代谢节点。aroD和aroK的过表达可以提升L-酪氨酸的合成但是不能彻底解除节点代谢流的限制。该研究为进一步实现地衣芽胞杆菌工业生产L-酪氨酸及其高价值衍生物的应用潜能奠定了基础。

• 单位
  生物工程学院; 江南大学