【摘 要】
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【目的】L-丙氨酸的存在导致Escherichia coli的生长速率显著降低,最终会降低发酵过程中L-丙氨酸的体积合成速率。用温度调节基因开关(λpR-pL)高效、动态调控重组E.coli菌株
【机 构】
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江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室;
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(No.31300087);江苏省自然科学基金项目(No.BK20130131);中央高校基本科研业务费专项资金项目(No.JUSRP1004)
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【目的】L-丙氨酸的存在导致Escherichia coli的生长速率显著降低,最终会降低发酵过程中L-丙氨酸的体积合成速率。用温度调节基因开关(λpR-pL)高效、动态调控重组E.coli菌株菌体生长与L-丙氨酸合成过程,使两者相协调。【方法】以野生型E.coli B0016为出发菌株,敲除乙酸、甲酸、乙醇、琥珀酸、乳酸代谢产物合成途径以及丙氨酸消旋酶编码基因(ack A-pta、pfl B、adh E、frd A、ldh A、dad X),获得菌株B0016-060B。将嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)来源的L-丙氨酸脱氢酶基因(ala D)克隆于pL启动子下游,并在B0016-060B菌株中表达,获得菌株B0016-060B/p PL-ala D,进行摇瓶和发酵罐发酵考察菌体生长和L-丙氨酸发酵性能。【结果】竞争代谢途径的敲除显著降低了副产物合成量,仅形成极少量的乙酸、琥珀酸和乙醇。28°C下菌株B0016-060B/p PL-ala D几乎不合成L-丙氨酸,可保证菌体快速生长;而在42°C下可高效合成L-丙氨酸。经发酵罐发酵,可合成67.2 g/L L-丙氨酸,体积生产强度达到2.06 g/(L·h)。【结论】通过发酵培养温度的简单切换,分阶段实现了细胞的快速增量和L-丙氨酸的高强度合成。
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