光滑球拟酵母生产2,3-丁二酮的系统代谢工程策略

• 作者: 刘立明 徐楠 李树波 高翔
• 来源期刊: 微生物学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 光滑球拟酵母 2,3-丁二酮 代谢流分布 系统代谢工程
• 年，卷（期）: 2014,（4）
• 所属期刊栏目: 生理和代谢
• 页码范围: 398-407
• 分类号: Q935
• 语种: 中文
• DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.04.006

摘要

[目的]调控丙酮酸工业生产菌株光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)CCTCC M202019碳代谢流分布促进2,3-丁二酮积累.[方法]过量表达来源于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的乙酰乳酸合成酶(ALS);在此基础上,借助T.glabrata全基因组规模代谢网络模型(GSMM) iNX804解析敲除基因ILV5的必要性;敲除基因BDH以阻断2,3-丁二酮的降解.[结果]过量表达ALS将ALS活性提高了4.6倍,发酵液中2,3-丁二酮浓度从0.01 g/L提高至0.57 g/L.敲除基因ILV5使2,3-丁二酮浓度提高28.1％.敲除基因BDH导致丁二酮还原酶和丁二醇脱氢酶活性分别降低74.4％、76.1％,同时2,3-丁二酮进一步代谢产物3-羟基丁酮和2,3-丁二醇浓度则分别降低52.2％和71.4％,2,3-丁二酮浓度为0.95 g/L.[结论]基于GSMM的系统代谢工程策略能够将碳代谢流从丙酮酸节点导向2,3-丁二酮,实现2,3-丁二酮的有效积累.