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生物工程学报 2021年第8期37卷 2803-2812页

作者：李凌峰刘佩罗文王勤王志陈晓斌李俊辉蔡冬波马昕陈守文湖北大学生命科学学院省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室湖北省环境微生物工程技术研究中心湖北武汉430062 湖北工业大学生物工程与食品学院发酵工程教育部重点实验室工业微生物湖北省重点实验室湖北武汉430068 绿康生化股份有限公司福建浦城353400

杆菌肽是一种主要由芽胞杆菌产生的广谱性抗生素,目前作为兽药广泛应用于畜禽养殖领域。前体氨基酸供应不足可能是限制微生物发酵高产杆菌肽的重要因素。文中以杆菌肽工业生产菌株——地衣芽胞杆菌Bacillus licheniformis DW2为出发菌株... 详细信息

杆菌肽是一种主要由芽胞杆菌产生的广谱性抗生素,目前作为兽药广泛应用于畜禽养殖领域。前体氨基酸供应不足可能是限制微生物发酵高产杆菌肽的重要因素。文中以杆菌肽工业生产菌株——地衣芽胞杆菌Bacillus licheniformis DW2为出发菌株,研究l-半胱氨酸供给模块强化对杆菌肽合成的影响。首先,构建了l-半胱氨酸合成酶基因cysK强化表达菌株,杆菌肽效价相比于对照菌株提高了9.47%。接着,为提高l-半胱氨酸合成前体供给,对l-丝氨酸乙酰转移酶基因cysE和硫代硫酸盐/硫酸盐胞内转运蛋白基因cysP进行强化,杆菌肽产量分别提高了7.23%和8.52%。随后,结果表明转运蛋白TcyP负责从胞外向胞内转运胱氨酸,强化表达TcyP后胞内l-半胱氨酸浓度和杆菌肽效价分别提高了29.19%和7.79%。通过组合代谢工程育种,在整合表达了基因cysK基础上,利用强启动子P_(bacA)分别替换基因cysP、cysE和tcyP原始启动子,得到工程菌株CYS4(DW2::cysK-P_(bacA)(cysP)-P_(bacA)(cysE)-P_(bacA)(tcyP)),杆菌肽效价达到910.02 U/ml,相比于出发菌株DW2(747.71 U/ml)提高了21.10%。最后,通过3 l发酵罐小试实验,进一步证实了强化l-半胱氨酸有利于杆菌肽合成。研究表明,强化胞内l-半胱氨酸供给水平是提高地衣芽胞杆菌中杆菌肽产量的有效策略,为杆菌肽工业生产提供了一株具有良好应用前景的菌株。

关键词：地衣芽胞杆菌杆菌肽 l-半胱氨酸供给代谢工程

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