谷氨酸棒狀桿菌磷酸解酮酶基因工程菌的構建及應用.pdf

1、谷氨酸作為成功由微生物工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)的氨基酸之一，年需求量超過150萬噸。1907年Kikunae．Ikeda從海帶水解物中分離得到谷氨酸，此后谷氨酸以水解小麥獲得。1950年，Kinoshita等人由土壤中成功分離到產(chǎn)谷氨酸的谷氨酸棒狀桿菌并在隨后將微生物發(fā)酵應用到工業(yè)生產(chǎn)谷氨酸中。1957年始至今，谷氨酸棒狀桿菌應用于工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸已超過半個世紀。 在微生物以葡萄糖作為碳源的分解代謝過程中，磷酸解酮酶(phosphoke

2、tolase)催化果糖-6磷酸(F6P)生成4磷酸—赤蘚糖和乙酰磷酸，以及催化5磷酸—木酮糖(X5P)生成乙酰磷酸和3—磷酸甘油醛，生成的乙酰磷酸經(jīng)磷酸轉乙酰酶PTA生成乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán)。這一代謝支路避免糖酵解EMP途徑中由丙酮酸脫羧生成乙酰輔酶A時釋放的一分子CO2，可以提高葡萄糖的利用率。從外源引入磷酸解酮酶編碼基因構建谷氨酸棒狀桿菌(Corynebacterium glutamicum)產(chǎn)谷氨酸新的代謝支路，提高葡萄糖轉化

3、效率。 本文以動物雙歧桿菌(Bifidobacterium animalis)JCM1190基因組為模板，擴增磷酸解酮酶編碼基因xfp，構建大腸桿菌—谷氨酸棒狀桿菌穿梭重組質(zhì)粒pJL23—xfp。重組質(zhì)粒通過接合作用轉移至C．glutamicumATCC13032。Xfp催化特征性顯色反應和紫外分光光度法鑒定重組谷氨酸棒狀桿菌Xfp活性。發(fā)酵實驗結果表明，與原始菌株葡萄糖轉化率4.21％相比，重組菌株提高至11.2％。谷氨酸產(chǎn)