过表达羧化途径及失活苹果酸酶基因对大肠杆菌好氧发酵产苹果酸的影响

作     者：娄菲 李宁 赵玉姣 果士婷 王智文 陈涛 Fei Lou Ning Li Yujiao Zhao Shiting Guo Zhiwen Wang and Tao Chen

作者机构：天津大学化工学院教育部系统生物工程重点实验室天津300072 天津化学化工协同创新中心天津300072 

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

年 卷 期：2016年第32卷第11期

页      面：1539-1548页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 081703[工学-生物化工] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 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：国家自然科学基金(No.NSFC-21390201) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(No.2012CB725203)资助~~ 

主　　题：大肠杆菌 代谢工程 苹果酸 苹果酸酶 羧化途径 

摘      要：苹果酸是一种重要的C4二羧酸,在食品、医药、化工等领域有广泛的应用。本文主要研究羧化途径强化及苹果酸酶失活对大肠杆菌好氧发酵生产苹果酸的影响。首先在大肠杆菌E2中过表达了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因ppc,得到菌株E21,苹果酸积累量从0.57 g/L提高到3.83 g/L。随后,分别过表达来自谷氨酸棒杆菌的丙酮酸羧化酶基因pyc和来自琥珀酸放线杆菌的磷酸烯醇式丙酮酸激酶pck基因,相应的工程菌株E21(pTrcpyc)和E21(pTrc-A-pck)分别产6.04和5.01 g/L苹果酸,得率分别达到0.79和0.65 mol/mol葡萄糖。敲除E21中的苹果酸酶基因mae A和mae B,苹果酸产量也显著提高了36%,达到5.21 g/L,得率为0.62 mol/mol。然而,在过表达pyc的基础上敲除苹果酸酶基因并不能进一步提高苹果酸的产量。经过摇瓶发酵条件的初步优化,菌株E21(pTrcpyc)生产12.45 g/L苹果酸,得率为0.84 mol/mol,达到理论得率的63.2%。