文献类型：期刊文章

作　　者：姚伶俐[1] 潘海峰[2] 田文娟[2] 惠天聪[2] 谢志鹏[1,2] 张建国[2]

YAO Ling-Li;PAN Hai-Feng;TIAN Wen-Juan;HUI Tian-Cong;XIE Zhi-Peng;ZHANG Jian-Guo(Institute of Pharmaceutical Biotechnology, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058, China;Hangzhou Bioking Biology Co. Ltd., Hangzhou, Zhejiang 311106, China)

机构地区：[1]浙江大学药物生物技术研究所,浙江杭州310058 [2]杭州宝晶生物股份有限公司,浙江杭州311106

出　　处：《微生物学通报》

年　　份：2018

卷　　号：45

期　　号：12

起止页码：2541-2551

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、CSA、CSA-PROQEUST、CSCD、CSCD2017_2018、IC、JST、PROQUEST、RCCSE、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：【背景】Escherichia coli AFP111发酵生产丁二酸时大量副产乙酸,丁二酸得率低。【目的】代谢工程改造EscherichiacoliAFP111,提高丁二酸得率,降低副产物乙酸的生成,建立100 L规模的丁二酸发酵工艺。【方法】一步同源重组敲除乙酸合成途径关键酶基因,改造丁二酸合成途径关键酶启动子实现过表达;单因素优化5L发酵罐培养条件。【结果】敲除乙酸产生途径编码乙酸激酶和磷酸转乙酰酶的基因ackA-pta、苏氨酸脱羧酶和2-酮丁酸甲酸裂解酶的基因tdcDE获得SX02菌株,摇瓶发酵条件下其乙酸产量下降了53.42%,丁二酸得率提高9.85%。在SX02菌株基础上,经启动子改造过表达编码葡萄糖激酶的基因glk后获得菌株SX03,其Glk酶活性提高3.66倍,乙酸产量下降了31.62%,丁二酸得率提高8.28%。SX03菌株发酵生产丁二酸在5 L发酵罐进行放大,其乙酸产量为3.97 g/L,丁二酸得率为1.62 mol/mol葡萄糖,相比出发菌株的乙酸产量下降了75.76%,丁二酸得率提高19.12%。在5L发酵罐上对比研究了中和剂Na2CO3和NaOH混合液替换碱式MgCO3的发酵效果,并优化了发酵pH、搅拌转速和葡萄糖浓度,获得如下最适发酵条件:pH6.8,搅拌转速250r/min,葡萄糖100g/L,发酵结束时乙酸产量为2.24 g/L,丁二酸得率为1.66 mol/mol葡萄糖。中和剂替换优化后乙酸产量下降了20.65%,丁二酸得率提高2.47%。菌株SX03发酵工艺进一步在100 L发酵罐上实现放大,其乙酸产量为1.91 g/L,丁二酸得率为1.30 mol/mol葡萄糖。【结论】通过代谢工程改造的大肠杆菌,其副产物乙酸含量显著下降,丁二酸得率提高,并在5 L和100 L发酵罐上实现了工艺放大,展现出较大的工业化利用潜力。

关 键 词：大肠杆菌 丁二酸 乙酸 葡萄糖激酶 工艺优化  中试发酵  

分 类 号：TQ921.4]