产麦角硫因大肠杆菌工程菌株的构建与优化

作者：王丽; 王阳; 李江华; 堵国成; 康振^*

来源：生物工程学报, 2022, 38(02): 796-806.

DOI：10.13345/j.cjb.210166

• 麦角硫因
• 代谢工程
• 大肠杆菌
• 氨基酸
• 分批补料发酵

麦角硫因(ergothioneine, ERG)是一种天然的抗氧化剂,广泛应用于化妆品、食品以及医药领域。相比于传统植物提取和化学合成方法,微生物发酵合成麦角硫因具有周期短、成本低等优点,因而受到广泛关注。为构建高产麦角硫因的大肠杆菌工程菌株,本研究以大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)为出发菌株,通过引入耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)来源的麦角硫因合成基因簇egtABCDE以及粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)来源的Egt1,构建了从头发酵合成麦角硫因的工程菌株E1-A1,麦角硫因发酵浓度为(95.58±3.20) mg/L。为进一步提高麦角硫因的产量,对前体氨基酸组氨酸、甲硫氨酸以及半胱氨酸合成路径中关键酶的表达进行了强化,结果表明,单一表达基因serAT410STOP、thrA以及两者共表达时,麦角硫因发酵浓度分别提高至(134.83±4.22) mg/L、(130.26±3.34) mg/L以及(144.97±5.40) mg/L。最后,采用分批补料发酵策略,菌株E1-A1-thrA-serA*在无机盐培养基和丰富培养基培养中的产量分别为548.75 mg/L和710.53 mg/L。

• 单位
  江南大学; 生物工程学院; 工业生物技术教育部重点实验室