基于2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4磷酸途径的产紫槐二烯大肠杆菌构建及其补糖策略优化

• 作者: 张嗣良 汪建峰 熊智强 王勇
• 来源期刊: 生物工程学报
• 关键词: MEP途径 紫槐二烯 大肠杆菌 高密度发酵 补糖速率
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 所属期刊栏目: 细胞工厂与发酵工程
• 页码范围: 64-75
• 语种: 中文
• DOI: 10.13345/j.cjb.130501

摘要

2-C-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸(2-methyl-D-erythritol-4-phosphate,MEP)途径是大肠杆菌Escherichia coli唯一的萜类前体合成途径,研究表明它比甲羟戊酸(Mevalonate,MVA)途径具有更高的理论产率.但目前有关MEP途径的调控所知非常有限,故单独强化MEP途径对萜类异源合成产量的提高效果并不理想.研究中通过引入外源MEP途径基因强化E.coli萜类合成的遗传改造策略和发酵过程补糖控制优化,尝试更有效地释放MEP途径的潜力,建立青蒿素前体——紫槐二烯的高密度发酵过程.研究结果表明共表达阿维链霉菌Streptomyces avermitilis dxs2基因和枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis idi基因可使紫槐二烯的摇瓶发酵产量比野生菌株提高12.2倍.随后针对该菌株建立了高密度发酵过程,发现稳定期的中前期(24-72 h)是产物合成的关键期,通过稳定期补糖速率的调整,明显改善了产物合成速度,使紫槐二烯的产量从2.5 g/L提高到了4.85 g/L,但不影响产物积累的周期.考虑到72 h后菌体老化可能会影响产物合成,进一步采取了调整对数期的补糖速率控制菌体生长的策略,使紫槐二烯的产量达到6.1 g/L.研究结果为基于MEP途径的萜类异源合成工程菌构建及其发酵工艺的建立奠定了基础.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王勇	中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所合成生物学重点实验室	507	5142	33.0	48.0
2	张嗣良	华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室	238	2388	24.0	36.0
3	汪建峰	华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室	5	12	3.0	3.0
7	熊智强	中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所合成生物学重点实验室	8	15	3.0	3.0