高效合成葡萄糖二酸酿酒酵母工程菌的构建

作     者：李杰 赵运英 邓禹 LI Jie;ZHAO Yunying;DENG Yu

作者机构：江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏无锡214122 江南大学生物工程学院江苏无锡214122 

出 版 物：《生物工程学报》 (Chinese Journal of Biotechnology)

年 卷 期：2022年第38卷第2期

页      面：705-718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] 0836[工学-生物工程] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2019YFA0905502) 国家自然科学基金(21877053) 江苏省自然科学基金(NBK20181345) 

主　　题：酿酒酵母 葡萄糖二酸 肌醇转运蛋白 融合表达 代谢改造 

摘      要：葡萄糖二酸是天然存在的一种重要二元酸,其在医疗保健和化工工业等领域具有很高的实际应用价值,因此被称为“最具价值的生物炼制产品之一。以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为底盘微生物,文中考察了过量表达肌醇转运蛋白Itr1、融合表达肌醇加氧酶和葡萄糖醛酸脱氢酶以及弱化表达葡萄糖6-磷酸脱氢酶基因ZWF1三种策略对葡萄糖二酸产量的影响。研究结果显示,过量表达肌醇转运蛋白Itr1使葡萄糖二酸产量在摇瓶发酵条件下较出发菌株Bga-3提高了26%;MIOX4-Udh融合蛋白的表达使葡萄糖二酸的产量较Bga-3菌株提高了40%;在此基础上,弱化表达葡萄糖6-磷酸脱氢酶基因ZWF1后,葡萄糖二酸的产量达5.5 g/L,较相同发酵条件下Bga-3菌株提高了60%。在5 L发酵罐中,该菌株葡萄糖二酸的最高产量达10.85 g/L,较Bga-3菌株提高了80%。由此可见,上述代谢改造策略的应用在很大程度上提高了葡萄糖二酸的途径效率和产量,为通过代谢工程方法在酿酒酵母中合成其他化合物的研究提供了参考。