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通過合理的代謝工程結合兩階段pH控制策略提高谷氨酰胺產量

作者:admin 發布時間:2021/12/21 瀏覽量:530

本期為您推薦江南大學生物工程學院饒志明教授研究團隊發表在國際知名期刊《Bioresource Technology》上的一篇文章,原文題目:Enhancing L-glutamine production in Corynebacterium glutamicum by rational metabolic engineering combined with a two-stage pH control strategy。

文章摘要內容如下:

L -谷氨酰胺被認為是一種條件必需氨基酸,在微生物中,L-谷氨酰胺作為氨基酸供體在細胞氮運輸中發揮重要作用。由于酶促合成L-谷氨酰胺耗時且成本高,工業生產的L-谷氨酰胺主要是通過微生物發酵生產的。隨著L-谷氨酰胺的年需求量逐年增加,人們對更經濟、更高效的L-谷氨酰胺生產產生了極大的興趣。在此期間,相關研究嘗試利用許多工程方法來提高L-谷氨酰胺的產量,包括增加關鍵酶的活性、削弱競爭途徑、增加輔因子供應、DNA旋轉酶突變、紫外線或化學方法進行的傳統隨機突變等,但由于效率低和安全性問題而受到限制。最近,本研究為了提高L-氨基酸的產量,開發了一種新穎且強大的常壓室溫等離子體(ARTP)誘變方法。

本研究中,首先通過ARTP誘變結合高通量篩選產生了一株效價為25.7±2.7 g/L的谷氨酸棒桿菌L-谷氨酰胺產生菌株。隨后,采用一系列合理的代謝方法進一步提高L-谷氨酰胺的產生,其中包括增加L-谷氨酰胺的碳流量(proB和NCgl1221敲除),提高關鍵酶的催化效率(glnE敲除和glnA篩選和過度表達),以及加強ATP再生(ppk過度表達和RBS優化)。最后,提出了兩階段pH控制策略,以解決細胞生長和L -谷氨酰胺產生過程中pH要求不一致的問題。這些組合使菌株的L-谷氨酰胺滴度比初始菌株提高186.0%,達到73.5±3.1 g/L,產率為0.368±0.034 g/g葡萄糖。

文章精彩內容如下:

 

 

1采用ARTP誘變法獲得l-谷氨酰胺產生菌株

 

2 proB和NCgl1221敲除對l-谷氨酰胺發酵的影響

 

4 ATP再生系統的引入及RBS的優化對l-谷氨酰胺生產的影響

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