基于糖转运及代谢相关基因敲除的产D-乳酸大肠杆菌工程菌的构建

来源 :湖北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:b479676614
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微生物利用混合糖发酵中存在着分解代谢阻遏效应,该现象大大降低了发酵效率。为了解决这些问题,通过RED基因敲除手段构建两株产D-乳酸发酵的大肠杆菌工程菌,木糖缺陷型E.coli JH1303及葡萄糖和木糖混合糖共发酵菌株E.coli JH27,解决木质纤维素作为碳源利用不彻底的问题:(1)以E.coli JH13(E.coli B△frd BC,△ack A,△foc A-pfl B,pfl Bp6-ace EF-lpd,△mgs,△rng HSR2,△adh E,ldh A)为出发菌株,依次敲除木糖ATP依赖型的转运基因xyl FGH,木糖质子依赖型的转运基因xyl E,木糖异构酶基因xyl A,获得一株不能利用木糖的菌株E.coli JH1303。初步探索菌株E.coli JH1303单糖和混合糖发酵情况,E.coli JH1303相比于E.coli JH13,在6%葡萄糖单糖发酵中,葡萄糖消耗速率几乎没有变化。在6%木糖单糖发酵中,木糖消耗速率从0.626 g(L·h)-1降低到0g(L·h)-1。即xyl FGH、xyl E、xyl A三基因敲除对葡萄糖单糖消耗无影响,对木糖消耗速率降低有叠加作用。xyl FGH、xyl E、xyl A三基因的敲除完全阻断了菌株对木糖的利用。在3%葡萄糖和3%木糖混合糖中,葡萄糖消耗速率从1.695 g(L·h)-1提高到2.278 g(L·h)-1,糖酸转化率从79.37%提高到87.3%。E.coli JH1303作为只能利用葡萄糖的菌株,与仅利用木糖的菌株进行混合发酵培养,在葡萄糖和木糖混合糖条件下能避免葡萄糖效应,从而提高发酵生产效率。(2)为了消除葡萄糖效应,在E.coli JH18(E.coli JH13△pts G△mgl B)的基础上敲除了半乳糖转运蛋白基因(gal P)、葡萄糖激酶基因(gl K)、甘露糖转运基因(man XYZ)和乙酰氨基葡萄糖转运基因(nag ABC),构建了葡萄糖和木糖混合糖共发酵菌株E.coli JH27。初步探索菌株E.coli JH27单糖和混合糖发酵情况,E.coli JH27相比于E.coli JH13,在以6%葡萄糖为碳源进行发酵时,葡萄糖消耗速率从4.05 g(L·h)-1降低至2.275 g(L·h)-1;在以6%木糖为碳源进行发酵时,木糖消耗速率从0.64 g(L·h)-1增加至0.8 g(L·h)-1;即gal P、gl K、man XYZ和nag ABC四基因的敲除降低了葡萄糖消耗速率并升高了木糖的消耗速率。在3%葡萄糖和3%木糖混合糖中,E.coli JH27乳酸的生成强度从0.73 g(L·h)-1提高到1.0g(L·h)-1,糖酸转化率从84.5 g(L·h)-1提高到86.1 g(L·h)-1,发酵周期也从72 h缩短到54 h。E.coli JH27的碳代谢阻遏效应明显减弱,乳酸生产强度和糖酸转化率均增加,能够高效的利用混合糖发酵生产D-乳酸,提高发酵生产效率。
其他文献
农作物病虫害是制约农作物的产量和品质的重要因素,农作物的种植效益与病虫害发生程度有着极大的关系。由于气候环境的恶化和农田生态系统的变化,给农作物病虫害的防治带来更为复杂的影响,严重威胁到地方农业的优质高效发展。本文以2016-2019年无为市主要农作物(小麦、水稻和棉花)的病虫害为研究对象,分析了无为市3种农作物主要病虫害发生规律,提出了综合防控策略,对保障无为市粮食安全以及农业绿色优质高效发展具
多形性胶质母细胞瘤(Glioblastoma Multiforme,GBM)在世界范围内是成人中枢神经系统中最常见并且恶性程度最高的原发性肿瘤,在全部类型的脑胶质瘤中能够占到50%以上。尽管当
植被是陆地生态系统的重要组成部分和推动地球生态变化的主要驱动力,对我国环境保护基本国策影响深远,具有重要的研究意义。随着对地观测技术的迅猛发展,遥感已经成为研究植被覆盖变化的关键手段。然而,受影像时空分辨率及云覆盖对影像质量的影响等因素的限制,现阶段长时间序列的植被覆盖变化研究大多集中于大区域尺度下的单因素分析,中小区域尺度的相关研究还不够深入。因此,本文基于Landsat TM/ETM+/OLI
含有孔道的质子传导材料作为燃料电池中的一个重要组成部分引起了人们的广泛关注。在过去的十年中,金属-有机骨架(MOFs)或多孔配位聚合物(PCPs),由于客体分子的可控排列、高规律性和高化学品种,已成为一类新的质子导体。草酸离子(ox2-)是一种简单的双齿配体,在金属草酸化合物的结构中,草酸配体可以为其提供更多的质子从而形成无限延伸的氢键网络,使材料表现出更优异的质子传导性能。磷基金属氧化物作为多孔
背景:胃食管反流病是常见的上消化道疾病,肠易激综合征是常见的下消化道疾病。流行病学显示,人群中GERD与IBS重叠的发生率很高,GERD患者经常有IBS样腹泻和便秘交替症状,而很多IBS的肠外表现是典型的GERD症状,二者经常伴随发病,关系密切。但其发病机制尚未完全明确,西医认为本病的发生可能与共同的危险因素、相同的病理生理改变有关。中医对GERD重叠IBS的研究较少,多处于病因病机层次且以两种疾
904L超级奥氏体不锈钢在硫酸、盐酸以及硝酸等酸性环境下表现出良好的耐蚀性能,但904L不锈钢在氢氟酸溶液中的耐蚀性能较差。F~-对904L不锈钢钝化膜影响机制尚不明确,因此,本
多形性胶质母细胞瘤(GlioblastomaMultiforme,GBM)是神经系统中最常见的脑内原发性恶性肿瘤。胶质瘤在体内呈浸润性生长,并且恶性程度高,临床表现复杂、患者预后差。传统临床
研究背景:烟雾病(Moyamoya disease,MMD)是一组较为少见的慢性脑血管闭塞性疾病,主要累及Willis环双侧主要血管及其近端分支。至今为止,有关于烟雾病的发病机制仍不清楚,有研
目的:应用有限元分析的方法,对蜂巢式髓芯减压术(honeycomb core decompression surgery,HCD)分别植入羟基磷灰石人工骨、皮质骨、松质骨及钛合金螺钉后的股骨头进行生物力学分析,观察比较HCD分别植入4种材料后股骨头的应力变化情况,为治疗早中期股骨头缺血性坏死(Avascular necrosis of femoral head,ANFH)选择合适的HCD植入材料提
钢材被广泛应用于交通运输、压力容器、高层建筑等工程领域,是国民经济建设和国防建设中的重要材料。但在安装以及实际服役过程中,钢材会受到温度和塑性变形的影响,在低温环境下容易发生脆性解理断裂。解理断裂是一种随机事件,会导致灾难性的结构失效。如泰坦尼克号的沉船、挪威钻井台架倾覆等重大事故,造成了惨重的后果。如何预测试件和结构的断裂行为从而进一步进行防断设计一直是学术界研究的重点和难点。30多年来,学者们