代谢工程改造大肠杆菌合成L-组氨酸

作     者：李梦莹 吕雪芹 刘延峰 李江华 堵国成 吴剑荣 刘龙 LI Mengying;LYU Xueqin;LIU Yanfeng;LI Jianghua;DU Guocheng;WU Jianrong;LIU Long

作者机构：江南大学未来食品科学中心江苏无锡214122 糖化学与生物技术教育部重点实验室(江南大学)江苏无锡214122 

出 版 物：《食品与发酵工业》 (Food and Fermentation Industries)

年 卷 期：2021年第47卷第12期

页      面：1-9,I0001-I0003页

核心收录：

学科分类：081703[工学-生物化工] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2020YFA0908300) 国家自然基金面上项目(21676119)。 

主　　题：L-组氨酸 大肠杆菌 ATP转磷酸核糖基酶 代谢工程 反馈抑制 

摘      要：该研究主要通过多种代谢工程策略对大肠杆菌进行改造从而增强菌株L-组氨酸的合成。首先,用人工的开放阅读框(hisL′-λattB′-trpE)替换大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)BL21(DE3)L-组氨酸操纵子的前导区,同时表达来源于E.coli的ATP转磷酸核糖基酶突变体基因hisGE271K后,菌株L-组氨酸产量达到872.50 mg/L;其次,通过比较来自谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum,C.glutamicum)ATCC130132、粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens,S.marcescens)ZJZ626和E.coli BL21(DE3)的11种hisG在不同抑制物浓度下的酶活力以及过表达11种hisG基因时L-组氨酸的产量,筛选出最优hisG基因,L-组氨酸产量提高至1480.42 mg/L;然后,通过CRISPR/Cas9技术将最优hisG整合至基因组;进一步比较不同来源的Prs对菌株L-组氨酸产量的影响,从中筛选出较优Prs进行基因组整合,结果显示,摇瓶发酵72 h后,菌株L-组氨酸产量提高至3898.06 mg/L,96 h时产量提高至5574.63 mg/L。该研究为将来L-组氨酸的工业化生产奠定了良好的基础。