增强谷氨酸棒状杆菌羧化途径对有机酸产量的影响
2021-03-17汪定奇李娟娟易梦凡吴晓琴
陈 俊,曹 阳,汪定奇,李娟娟,易梦凡,周 卫,吴晓琴
(武汉科技大学化学与化工学院,湖北 武汉,430081)
利用微生物发酵法生产有机酸,具有原料来源丰富、产品成本低廉、食用安全性高等优点[1],而谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum,C.glutamicum)则是经典的食品安全级微生物,其培养条件简单、生长速度快,并且全基因组序列已知,遗传背景清晰,利于遗传改造[2-4],经遗传改造的C.glutamicum可以高效用于生产琥珀酸[5]、丙酮酸[6]和L-苹果酸[7]等有机酸。C.glutamicum经糖酵解所产生的丙酮酸在有氧条件下经过TCA循环最终生成草酰乙酸,在此循环中,多种有机酸如琥珀酸、富马酸和苹果酸等被合成;而在厌氧条件下,丙酮酸将通过还原TCA或rTCA途径,经草酰乙酸直接转化成苹果酸、富马酸和琥珀酸,该途径是合成四碳二羧酸得率较高的途径,丙酮酸通过固定二氧化碳,使得理论上的糖酸转化率高达200%[8],因此,无论从有机酸的产率、安全性还是立体选择性等方面考虑,C.glutamicum都是非常理想的有机酸生产菌株。不过,野生型C.glutamicum虽在代谢途径中生成多种有机酸,但并不积累这些有机酸,故本课题组构建了阻断乙酸和乳酸合成途径的C.glutamicumCZ04重组菌株[9],在此基础上,本文采用同源重组的方法,通过引入超氧化物歧化酶基因启动子(Psod)以增强羧化途径的关键酶活性,进而强化C.glutamicum的羧化代谢途径,同时检测了相应有机酸的积累情况,以期为微生物发酵技术在实践中的应用提供参考。
1 试验
1.1 材料及重组菌株的构建
1.1.1 培养基
LB液体培养基中胰蛋白胨、酵母提取物、氯化钠的质量浓度分别为10、5、10 g/L,在此基础上按15 g/L添加琼脂粉制得LB固体培养基。……
