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 WU Chen;WANG Zeting;ZHAO Guihong;LYU Gengcheng;WANG Feiao;LIU Yuexiang;CHEN Ning;LI Yanjun

作者机构：天津科技大学生物工程学院天津300457 天津科技大学工业发酵微生物教育部重点实验室天津300457 天津科技大学代谢控制发酵技术国家地方联合工程实验室天津300457 

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

年 卷 期：2023年第49卷第21期

页      面：9-15,I0001,I0002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“绿色生物制造”专项(2021YFC2100900) 

主　　题：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 

摘      要：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。