系统代谢工程改造谷氨酸棒杆菌高产L-丙氨酸

作者：吴晨; 王泽婷; 赵桂红; 吕庚承; 王非傲; 刘月香; 陈宁; 李燕军^*

来源：食品与发酵工业, 2023, 49(21): 9-17.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034924

• 谷氨酸棒杆菌
• L-丙氨酸
• 丙氨酸脱氢酶
• 非PTS系统
• EMP途径
• ED途径

L-丙氨酸是一种重要的天然氨基酸，广泛应用于医药、食品、饲料等领域。目前，L-丙氨酸主要通过大肠杆菌来生产，开发安全、工业稳定的谷氨酸棒杆菌生产菌株具有重要的意义。该研究筛选了外源丙氨酸脱氢酶，在不以其他氨基酸为氨基供体的条件下高效率合成L-丙氨酸。强化非磷酸转移酶系统(phosphotransferase system, PTS)葡萄糖摄取途径，极大地促进了细胞的生长和L-丙氨酸的合成。引入异源Entner-Dondoroff途径，通过4步反应即可实现糖酵解途径10步反应供应前体物丙酮酸，进一步提高了L-丙氨酸的产量。此外，为了避免抗生素的使用和保证菌株的遗传稳定性，将关键基因整合到基因组上。最终工程菌株在5 L发酵罐发酵48 h产生104 g/L L-丙氨酸。该研究为利用谷氨酸棒杆菌工业化生产L-丙氨酸奠定了基础，同时为其他丙酮酸族产品的代谢工程研究提供了参考。

• 单位
  生物工程学院; 工业发酵微生物教育部重点实验室; 天津科技大学