利用代谢工程改善大肠杆菌的脱氢莽草酸生产-微生物学报.PDF

生 物 工 程 学 报 元飞 等/利用代谢工程改善大肠杆菌的3-脱氢莽草酸生产 1549 Chinese Journal of Biotechnology /cjbcn October 25, 2014, 30(10): 1549−1560 DOI: 10.13345/j.cjb.140019 ©2014 Chin J Biotech, All rights reserved 工业生物技术 3- 1,2 2 1 2 元飞 ，陈五九 ，贾士儒 ，王钦宏 1 300457 2 300308 , , , . 3-. , 2014, 30(10): 1549–1560. Yuan F, Chen WJ, Jia SR, et al. Improving 3-dehydroshikimate production by metabolically engineered Escherichia coli . Chin J Biotech, 2014, 30(10): 1549–1560. 摘 要: 3-脱氢莽草酸是芳香族氨基酸合成代谢途径中的一种重要中间产物。除可作为一种高效的抗氧化剂， 还可用于合成己二酸、香草醛等一些重要的化工产品，具有重要的应用价值。相关研究证明具有去酪氨酸反馈 抑制的 3-脱氧-D- 阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶基因 aroFFBR 以及转酮醇酶基因tktA 可以有效影响3-脱氢莽草酸 的过量合成。通过增加aroFFBR 和tktA 串联过量表达的拷贝数，可使工程菌株在摇瓶发酵条件下3-脱氢莽草酸 产量提高2.93 倍。通过同源重组无痕基因敲除技术依次敲除出发菌大肠杆菌Escherichia coli AB2834 的乳酸、 乙酸、乙醇等副产物合成途径中的重要基因ldhA 、ackA-pta 和adhE ，可使工程菌株的3-脱氢莽草酸产量进一 步提高，达到了 1.83 g/L，是初始出发菌株大肠杆菌E. coli AB2834 产量的6.7 倍。利用 5 L 发酵罐进行分批 补料发酵，62 h 后工程菌株3-脱氢莽草酸产量达到了25.48 g/L 。本研究可为构建有应用前景的3-脱氢莽草酸 生产菌株提供重要参考。 : 3-脱氧-D- 阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶，转酮醇酶，副产物合成途径，3-脱氢莽草酸，代谢工程， 大肠杆菌 Received: January 9, 2014; Accepted: February 17, 2014 Supported by: National Basic Research Program of China (973 Program) (No. 2011CBA00800), Research Equipment Program of Chinese Academy of Sciences (No. YZ201153). Corresponding author: Qinhong Wang. Tel/Fax: +86-22 E-mail: wang_qh@ (973 ) (No. 2011CBA00800) (No. YZ201153) 1550 ISSN 1000-3061 CN 11-1998/Q Chin J Biotech October 25, 2014 Vol.30 No.10 Improving 3-dehydroshikimate production by metabolically engineered Escherichia coli 1,2 2 1 2 Fei Yuan , Wujiu Chen , Shiru Jia , and Qinhon