用產(chǎn)酸克雷伯氏菌突變株生產(chǎn)1，3-丙二醇和2，3-丁二醇.pdf

1、1，3-丙二醇(1，3-PD)和2,3-丁二醇(2，3-BD)均是重要的化工原料，它們在聚酯合成領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。在微生物產(chǎn)生1,3-丙二醇的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生2,3-丁二醇、乳酸、乙醇等副產(chǎn)物。多產(chǎn)物抑制現(xiàn)象(multipleproductsinhibition)是造成1,3-丙二醇產(chǎn)量和甘油轉(zhuǎn)化率低，后提取困難的主要原因，切斷對(duì)1,3-丙二醇產(chǎn)生不利的副產(chǎn)物的產(chǎn)生途徑有望提高1,3-丙二醇產(chǎn)量和甘油轉(zhuǎn)化率，并簡化后提取工藝。

2、本文研究了通氣量對(duì)KlebsiellaoxytocaM5al產(chǎn)生1,3-丙二醇的影響，確定了通0.4vvm的空氣是其產(chǎn)生1,3-丙二醇的最適通氣量。通過分析各副產(chǎn)物對(duì)1，3-丙二醇生成帶來的影響，提出了提高1,3-丙二醇發(fā)酵效率的方法—減少乳酸和乙醇的產(chǎn)量。 通過同源重組的手段構(gòu)建得到了4株產(chǎn)乳酸途徑中l(wèi)dhA基因插入缺失突變株，突變株的乳酸脫氫酶活性比親株大幅度降低，突變株LDH1的酶活最高，為親株的6.92％，LDH3的酶活

3、最低，為親株的3.65％。將突變株LDH3應(yīng)用于1,3-丙二醇發(fā)酵，在厭氧條件下，所能達(dá)到的1，3-丙二醇濃度、甘油的轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)強(qiáng)度較野生型菌株依次提高了45％、29％和32％；在微氧條件下，所能達(dá)到的1,3-丙二醇濃度、甘油的轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)強(qiáng)度較野生型菌株依次提高了58％、22％和21％；且在發(fā)酵過程中都不產(chǎn)生乳酸。此外，高價(jià)值副產(chǎn)物2,3-丁二醇的濃度在厭氧和微氧條件下分別比野生型菌株提高了73％和39％。 在發(fā)酵初始添加1

4、0gl-1蔗糖可以最大程度提高1,3-丙二醇的生產(chǎn)強(qiáng)度；以8∶1(甘油：蔗糖)的比例補(bǔ)料可以最大程度提高甘油轉(zhuǎn)化率。用突變株LDH3結(jié)合微氧和添加蔗糖的補(bǔ)料批式發(fā)酵，1，3-丙二醇濃度、甘油轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)強(qiáng)度比最初的野生型厭氧發(fā)酵依次提高了113％、51％和122％，2,3-丁二醇濃度提高了10倍以上。 通過同源重組的手段得到了6株產(chǎn)乙醇途徑中多效基因adhE插入缺失突變株，突變株乙醛脫氫酶活性均為親株的10％以下，其中突變株AD

5、H5的活性最低，僅為親株酶活的4.18％；6個(gè)突變株的乙醇脫氫酶活性相差不大，均為親株酶活的10％左右。將突變株ADH5應(yīng)用于發(fā)酵中，與野生型菌株相比，甘油轉(zhuǎn)化率有所提高，但1,3-丙二醇濃度和生產(chǎn)強(qiáng)度卻降低了，這是因?yàn)樵诘孜锖瓦€原力的競爭中，1,3-丙二醇途徑明顯弱于乳酸途徑所致。過量表達(dá)1，3-丙二醇途徑中甘油脫水酶的基因dhaB和阻斷乳酸產(chǎn)生途徑有望改變這種不利狀況。 將突變株ADH5和LDH3應(yīng)用于2,3-丁二醇發(fā)酵，在