磷酸根对海洋克雷伯氏菌合成1,3-丙二醇代谢的影响

• 作者: 俞也频 周胜 尼松伟 李莉莉 李鹏飞 秦启伟 郭传宇 高品
• 来源期刊: 热带海洋学报
• 关键词: 克雷伯氏菌HSL4 磷酸根 发酵 1,3-丙二醇 代谢流分析
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 所属期刊栏目: 海洋生物学
• 页码范围: 27-35
• 页数: 9页
• 分类号: P735
• 语种: 中文
• DOI: 10.11978/2014136

摘要

海洋克雷伯氏菌Klebsiella pneumoniaeHSL4是一株分离于海洋沉积物环境的用于发酵生产1,3-丙二醇(1,3-propanediol, 1,3-PDO)的优良菌株.K. pneumoniaeHSL4发酵生产1,3-PDO的培养基包含多种营养因子,其中磷酸根对发酵过程影响较大.利用5L发酵罐进行补料发酵实验,分别考察培养基中低磷(1.6×10–4mol·L–1 PO43–)和高磷(5.0×10–3mol·L–1 PO43–)浓度条件下K. pneumoniaeHSL4发酵生产1,3-PDO过程中细胞生长、1,3-PDO及多种副产物生成的规律,分析初始磷酸根浓度差异对K. pneumoniaeHSL4不同发酵阶段代谢流分布的影响.结果表明,培养基中高、低初始磷酸根浓度条件下, 1,3-PDO的终浓度均在75g·L–1左右.在低磷条件下,底物甘油消耗量较少,具有较高的1,3-PDO转化率; 除2,3-丁二醇外, 其他副产物在发酵液中的积累均小于高磷条件下副产物的积累.高磷条件促进乙酸、乙醇、乳酸等副产物生成, 改变中、后期发酵环境, 增加下游分离提取1,3-PDO的压力.根据高、低初始磷酸根浓度条件下菌体生物量、产物、副产物合成的差异, 对细菌4个发酵时期(延滞期、对数生长期、平台期和衰亡期)的代谢流分布及其变化进行了分析.研究结果可以为合理配比培养基中磷酸盐浓度、进行发酵生产1,3-PDO过程控制与代谢调控提供理论依据.