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L-异亮氨酸（L-isoleucine，L-Ile）是人体必需氨基酸之一，广泛应用于医药、食品和饲料行业中，具有很大的商业价值。谷氨酸棒杆菌乳糖发酵亚种（Corynebacteriumglutamicum ssp. lactofermentum）JHI3-156是一株L-异亮氨酸合成菌，NADPH是L-异亮氨酸合成的关键辅因子。本论文研究了酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）BY4742来源的NAD激酶基因POS5、JHI3-156自身的NAD激酶基因ppnK和6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因zwf的表达对胞内NADPH供应和L-异亮氨酸合成的影响，主要研究内容和结果如下：Pos5的ATP-NADH激酶的酶活、催化效率和稳定性都高于它的ATP-NAD+激酶，说明它是NADH激酶，不同于JHI3-156的NAD激酶PpnK，后者表现出更强的NAD+激酶活性。Pos5的ATP-NADH激酶活性只受NADPH的微弱抑制（Ki=1.15mmol/L），而它的ATP-NAD+激酶活性则受到NADH（Ki=0.038mmol/L）和NADPH（Ki=0.043mmol/L）的强烈抑制。JHI/p8-POS5、JHI/p9-POS5和JHI/p10-POS5的胞内NADPH浓度分别比各自的对照菌增加了71μmol/L（226%）、17μmol/L（41%）和36μmol/L（96%）；它们的L-Ile产量分别达到3.87±0.68g/L、3.30±0.21g/L和3.02±0.52g/L，比各自的对照菌分别提高了75.6%、57.2%和54.1%，说明POS5的过表达提高了NADPH的供应和L-Ile的合成，而且诱导型表达提高的最明显。JHI/p8-ppnK、JHI/p8-zwf、JHI/p8-zwf-ppnK的胞内NADPH浓度比对照菌JHI/p8分别提高了57μmol/L（184%）、201μmol/L（648%）、251μmol/L（810%）；L-Ile产量分别为3.17±0.52g/L、4.01±0.01g/L、4.10±0.44g/L，比对照菌JHI/p8（2.21±0.28g/L）分别提高了43.6%、81.7%、85.9%。JHI/p9-zwf、JHI/p9-zwf-ppnk的胞内NADPH浓度比对照菌JHI/p9分别提高了94μmol/L（235%）、122μmol/L（305%）；JHI/p9-ppnK、JHI/p9-zwf、JHI/p9-zwf-ppnK的L-Ile产量分别为3.08±0.41g/L、2.68±0.14g/L、3.72±0.35g/L，比对照菌JHI/p9（2.10±0.42g/L）分别提高了46.7%、27.8%、77.0%。说明过表达ppnK和zwf基因能有效增加NADPH的供应和L-Ile产量，共表达zwf和ppnK则使它们提高得最多。组成型表达的产量要低于诱导型表达。JHI/p9-POS5和JHI/p9-zwf-ppnK上罐发酵的NADPH浓度比对照菌分别提高了11%和45%；L-Ile产量分别为16.17g/L和16.74g/L，比对照菌JHI/p9（12.82g/L）分别提高了26.1%和30.6%。结果表明，zwf-ppnK共表达对胞内NADPH供应和L-异亮氨酸合成的促进作用最大。这些研究结果表明，单独过表达NADH激酶、NAD+激酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶以及共表达NAD+激酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶都能促进NADPH的供应，提高L-异亮氨酸的合成，因此都是有用的代谢工程策略。