合成生物催化剂摘自:https://doi.org/10.1007/s00253-022-12109-4 

精氨酸(L-arginine, L-Arg)作为一种重要的半必需氨基酸,在医药和保健方面具有重要的应用前景。然而,通过大肠杆菌Escherichia coli高效生产精氨酸仍然是一个挑战。

  近日,江南大学张伟国等人在Applied Microbiology and Biotechnology在线发表题为“Metabolic engineering of Escherichia coli for efficient production of L-arginine”的文章。在该研究中,作者以大肠杆菌MG1655为诱变的起始菌株,获得了一株具有L-精氨酸积累能力的大肠杆菌A1为了探索影响L-精氨酸积累的相关基因作者对菌株A1进行基因组分析研究发现基因speC和基因speF在精氨酸的积累中起重要作用。作者推测speC和speF的破坏阻断了L-鸟氨酸l-ornithine)对腐胺(putrescine)的合成,导致了更多的L-鸟氨酸对L-精氨酸的合成。接下来作者使用两种策略来解决大肠杆菌中L-精氨酸途径的反馈抑制。一种是基因argAH15Y突变和基因argR缺失的组合,另一种是来源于谷氨酸棒杆菌的基因argJ异源插入由强启动子Ptrc控制)和基因argR缺失的组合。研究发现,外源argJ基因插入和argR基因缺失的组合实现了更高的滴度积累,对菌株生长的影响更小。最后,作者引入来源于谷氨酸棒杆菌 (Corynebacterium glutamicum的基因簇argCJBDF(由强启动子Ptrc控制,以增强大肠杆菌中L-精氨酸途径的代谢通量。最终菌株在5-L生物反应器中获得70.1g/L L-精氨酸转化率0.326 g/g,生产强度1.17 g/L/h。这是有史以来大肠杆菌产生的最高水平的L-精氨酸

 

设计用于大肠杆菌中L-精氨酸生产的代谢途径和关键的代谢工程策略

朱娇 摘译)


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