大腸桿菌細(xì)胞中不依賴PTS系統(tǒng)的葡萄糖轉(zhuǎn)運途徑的構(gòu)建與優(yōu)化.pdf

1、葡萄糖是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的碳源，其代謝水平會顯著影響工業(yè)生產(chǎn)的成本和效率。在大腸桿菌中葡萄糖首先經(jīng)過磷酸烯醇式丙酮酸依賴的磷酸酶轉(zhuǎn)移系統(tǒng)(PTS系統(tǒng))進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，每轉(zhuǎn)移一分子的葡萄糖需要消耗一分子的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)。然而PEP是許多工業(yè)化合物的重要前體物質(zhì)，如丁二酸，蘋果酸，芳香族化合物。為了提高這些化合物的產(chǎn)量，通常需要失活PTS系統(tǒng)來提高PEP的供給，從而提高目標(biāo)產(chǎn)物的代謝流量。
　　雖然上述方法可以提高PEP

2、的供給，但是所獲得的PTS-菌株的葡萄糖轉(zhuǎn)運能力都很低。為了提高PTS-菌的葡萄糖轉(zhuǎn)運能力，本研究引入了來自大腸桿菌和運動發(fā)酵假單胞菌（Zymomonasmobilis）的兩種轉(zhuǎn)運蛋白GalP(Escherichiacoli),Glf(Z.mobilis)和兩種葡萄糖激酶(Glk)。并利用不同強(qiáng)度的人工調(diào)控元件調(diào)控了兩蛋白的表達(dá)，構(gòu)建了三種不依賴PTS系統(tǒng)的葡萄轉(zhuǎn)運途徑。研究發(fā)現(xiàn)Glf的轉(zhuǎn)運能力要優(yōu)于GalP，原因是因為Glf轉(zhuǎn)運不需要

3、任何形式的能量和高速轉(zhuǎn)運葡萄糖的能力。而GlkZ.mobilis酶的活性雖然比GlkE.coli的高，但是葡萄糖轉(zhuǎn)運速率降低(0.58g/L·h)，可能跟假單胞菌Glk受胞內(nèi)能量供給狀態(tài)的緊密調(diào)控有關(guān)。所得到的最優(yōu)菌株JT014(Glf12，GlkE.coli12)葡萄糖利用速率為2.13g/L·h，比野生菌ATCCC8739提高了81％，比JL043(GalP93，GlkE.coli37)的葡萄糖利用速率提高了30％。
　　同時