强化乙醛酸和TCA循环对克雷伯氏菌合成1,3-丙二醇的影响

作者：谢梦梦; 胡会涛; 陆信曜; 宗红; 诸葛斌^*

来源：食品与发酵工业, 2020, 46(19): 17-22.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.023524

• iclR
• sdh C
• mdh
• 乙醛酸循环
• TCA循环
• 克雷伯氏菌
• 1,3-丙二醇

克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)代谢甘油合成1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PDO)的过程中,存在乙酸溢流、TCA循环活性低的问题,影响1,3-PDO合成。该研究对K.pneumoniae中乙醛酸循环抑制因子iclR进行敲除,并过表达TCA循环中琥珀酸脱氢酶基因sdhC和苹果酸脱氢酶基因mdh,缓解乙酰辅酶A节点的碳流溢出。结果表明,敲除iclR后乙酸积累量降低了41%,1,3-PDO产量提高了8%。在K.pLric中单独过表达sdh C或mdh基因,2,3-丁二醇产量分别降低了47%和52%,1,3-PDO产量分别提高了7%和8%。共表达sdh C和mdh基因后,菌株的甘油利用能力增强,1,3-PDO产量比K.pLric提高了11%。5 L发酵罐分批补料发酵结果表明,K.pLric-sdh C-mdh的生物量明显提高,1,3-PDO产量达77.2 g/L,摩尔转化率为0.69 mol/mol。以上结果表明,敲除iclR激活乙醛酸循环、过表达sdh C和mdh强化TCA循环可以弱化乙酸溢流,增强菌株的甘油利用能力,促进合成1,3-PDO。

• 单位
  江南大学; 工业生物技术教育部重点实验室