谷氨酸棒杆菌人工核糖体结合位点(RBS)文库的建立与应用

作者：张悦; 张继伟; 吴硕; 徐宁; 刘君; 魏亮^*

来源：食品与发酵工业, 2023, 49(23): 25-32.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.035178

• 谷氨酸棒杆菌
• 人工核糖体结合位点文库
• 高通量筛选
• L-高丝氨酸

核糖体结合位点(ribosome binding site, RBS)是一种重要的生物控制元件，是实现基因表达精细调控的重要工具，在微生物代谢工程和合成生物学中具有广泛的应用。谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)是一种重要的工业微生物，被广泛应用于多种氨基酸和有机酸的工业化发酵生产。然而目前，关于谷氨酸棒杆菌RBS元件文库的报道仍然较少。该研究基于谷氨酸棒杆菌RBS序列基本特征，设计构建了一个随机RBS文库。利用流式细胞分选技术和96孔板筛选技术，建立了RBS文库高通量筛选方法。通过2步筛选，构建了一个调控范围广，覆盖范围均匀的人工RBS元件文库，调控范围达到29.04倍。利用α-淀粉酶表达系统对构建的人工RBS文库进行测试和表征，结果表明人工RBS文库具有较高的稳定性和通用性。随后该研究将人工RBS文库应用于L-高丝氨酸生物合成途径的调控优化。利用不同强度RBS元件对L-高丝氨酸合成途径关键酶LysCr和Homr进行精细表达调控，获得了具有高效L-高丝氨酸合成能力的最佳组合，L-高丝氨酸产量到达12.7 g/L,比野生型菌株高丝氨酸含量提高了3.6倍。综上所述，该研究构建了一个调控范围广、稳定性高的谷氨酸棒杆菌人工RBS文库，为谷氨酸棒杆菌代谢工程改造和基因精细表达调控提供了有效的控制元件。

• 单位
  生物工程学院; 天津科技大学; 中国科学院天津工业生物技术研究所