梁姗姗，周丽，张斌，周哲敏

(江南大学 生物工程学院，工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡，214122)

代谢工程改造大肠杆菌合成β-丙氨酸

梁姗姗，周丽，张斌，周哲敏*

(江南大学 生物工程学院，工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡，214122)

β-丙氨酸是天然存在的唯一一种β型氨基酸，在医药、食品、化工等领域有重要应用。该研究考察了以重组Escherichiacoli发酵合成β-丙氨酸的可能性。在敲除副产物乙酸、甲酸、乙醇、琥珀酸、乳酸合成途径编码基因的EscherichiacoliCICIM B0016-050 (ackA-ptapflBadhEfrdAldhA)菌株中，考察叠加敲除β-丙氨酸的竞争途径天冬氨酸激酶、泛酸合成酶和葡萄糖转运蛋白(EⅡCBGlc)的编码基因(lysC、panC、ptsG)以及过表达来源于Corynebacteriumglutamicum的panD基因对合成β-丙氨酸的影响。结果表明，叠加敲除上述基因后，β-丙氨酸的合成量依次提高了12.5%、39.3%和13.3%；过量表达panD基因，β-丙氨酸合成量提高了86.2倍；经发酵条件优化，菌株 B0016-080BB/pPL-panD摇瓶发酵可合成(5.0±0.2) g/L β-丙氨酸，体积生产强度达到(0.12±0.01) g/(L·h)。该结果为发酵法合成β-丙氨酸奠定了基础。

β-丙氨酸；大肠杆菌；L-天冬氨酸-α-脱羧酶；代谢工程；基因敲除

β-丙氨酸即3-氨基丙酸，是自然界中唯一存在的β型氨基酸，近年来，在医药、化工、食品、环境等领域的作用日渐突出[1]。在医药领域，主要用于合成泛酸以及泛酸钙，此外，β-丙氨酸还是合成肌肽(camosine)、帕米酸钠(pamidronate，第二代抗骨溶解药)、巴柳氮(balsalazide)等药物的原料；在化工领域，用于药剂制备中的沉淀剂，电镀缓蚀剂，铅中毒解毒剂等；在食品领域，可用作调味品；在环境领域用于水的净化絮凝剂等[2]。有报道称β-丙氨酸是未来全球12种最具开发潜力的三碳化工产品之一[3]。……