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过表达羧化途径及失活苹果酸酶基因对大肠杆菌好氧发酵产苹果酸的影响
  • ISSN号:1000-3061
  • 期刊名称:《生物工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q78[生物学—分子生物学]
  • 作者机构:[1]天津大学化工学院教育部系统生物工程重点实验室,天津300072, [2]天津化学化工协同创新中心,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.NSFC-21390201),国家重点基础研究发展计划(973计划)(No.2012CB725203)资助.
中文摘要:

苹果酸是一种重要的C4二羧酸,在食品、医药、化工等领域有广泛的应用。本文主要研究羧化途径强化及苹果酸酶失活对大肠杆菌好氧发酵生产苹果酸的影响。首先在大肠杆菌E2中过表达了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因ppc,得到菌株E21,苹果酸积累量从0.57 g/L提高到3.83 g/L。随后,分别过表达来自谷氨酸棒杆菌的丙酮酸羧化酶基因pyc和来自琥珀酸放线杆菌的磷酸烯醇式丙酮酸激酶pck基因,相应的工程菌株E21(p Trcpyc)和E21(p Trc-A-pck)分别产6.04和5.01 g/L苹果酸,得率分别达到0.79和0.65 mol/mol葡萄糖。敲除E21中的苹果酸酶基因mae A和mae B,苹果酸产量也显著提高了36%,达到5.21 g/L,得率为0.62 mol/mol。然而,在过表达pyc的基础上敲除苹果酸酶基因并不能进一步提高苹果酸的产量。经过摇瓶发酵条件的初步优化,菌株E21(p Trcpyc)生产12.45 g/L苹果酸,得率为0.84 mol/mol,达到理论得率的63.2%。

英文摘要:

Malic acid is a dicarboxylic acid that is widely used in food, pharmaceutical and chemical industries. We studied the effects of overexpression of carboxylation pathway genes and inactivation of malic enzymes on the aerobic production of malic acid. Over expression of phosphoenolpyruvate (PEP) carboxylase (ppc) generated strain E21, which increased malic acid production from 0.57 g/L to 3.83 g/L. Then pyc gene from Coryenbacterium glutamicus and pck gene from Actinobacillus succinogenes were overexpressed in E21 separately. The resulting strains E21 (pTrcpyc) and E21 (pTrc-A-pck) produced 6.04 and 5.01 g/L malate with a yield of 0.79 and 0.65 mol/mol glucose, respectively. Deleting two malic enzymes (encoded by maeA and maeB) also led to an increase of 36% in malic acid production with a production of 5.21 g/L. However, the combination of malic enzymes deletion and pyc overexpression could not further increase the yield ofmalic acid. After optimization of fermentation conditions, strain E21 (pTrcpyc) produced 12.45 g/L malic acid with a yield of 0.84 tool/tool which is 63.2% of the theoretical yield.

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期刊信息
  • 《生物工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院微生物研究所 中国微生物学会
  • 主编:杨胜利
  • 地址:北京市朝阳区大屯路中国科学院微生物研究所内B401室
  • 邮编:100101
  • 邮箱:cjb@im.ac.cn
  • 电话:010-64807509
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3061
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1998/Q
  • 邮发代号:82-13
  • 获奖情况:
  • 北京市优秀科技期刊期刊奖,中国科协首届优秀学术期刊奖,2000年中科院优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国生物医学检索系统,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:18441