基于Red同源重组技术构建N-乙酰葡萄糖胺发酵工程菌

作者：成珺玮; 王苏妍; 杨哲; 尹鸿萍^*

来源：药物生物技术, 2020, 27(03): 195-200.

DOI：10.19526/j.cnki.1005-8915.20200302

• N-乙酰葡萄糖胺
• 大肠杆菌
• Red同源重组
• 发酵
• 乙酸

N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine,GlcNAc)是一种治疗骨关节炎、风湿性关节炎的有效药物。传统的GlcNAc生产方式费时费力且存在潜在过敏源,亟待开发低成本、环保高效的GlcNAc生产工艺。该研究首先利用Red同源重组技术将氨基葡萄糖合成酶(Glucosamine synthase,glm S)和氨基葡萄糖乙酰转移酶(Glucosamine-6-phosphate N-acetyltransferase 1,GNA1)整合至大肠杆菌基因组,构建GlcNAc诱导表达菌株。然后,进一步敲除man XYZ基因簇和nag DCABE基因簇,阻断GlcNAc胞内分解代谢途径。最后,考察副产物合成途径对GlcNAc产量的影响共构建了3株工程菌,分别为:单独敲除ldh A基因,阻断乳酸合成途径工程菌;单独敲除pta-ackA基因,阻断乙酸合成途径工程菌以及双基因敲除阻断乙酸、乳酸合成代谢途径工程菌。菌体生长曲线和GlcNAc发酵产量测定结果表明,单独敲除乙酸合成代谢途径工程菌生长速率减慢但GlcNAc产率最高,摇瓶发酵至72hGlcNAc产量达6 g/L。该研究利用Red同源重组技术构建GlcNAc合成途径、改造GlcNAc胞内分解代谢途径及副产物合成途径,成功构建GlcNAc发酵工程菌,为GlcNAc工业化发酵生产奠定了工作基础。

• 单位
  中国药科大学