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醛脱氢酶基因敲除对克氏肺炎杆菌合成1,3-丙二醇的影响
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q78[生物学—分子生物学]
  • 作者机构:[1]清华大学化学工程系生物化工研究所,北京100084, [2]三明学院化学与生物工程系,福建三明365004
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划项目(2003CB716000).
中文摘要:

利用Klebsiella pneumoniae厌氧发酵甘油生产1,3-丙二醇时,一部分甘油通过氧化代谢途径大量合成副产物乙醇,降低了1,3-丙二醇的得率.醛脱氢酶ALDH是乙醇合成途径的关键酶之一,其催化作用不仅消耗了大量甘油,还将还原型辅酶NADH氧化为NAD^+,降低了同为NADH依赖型的1,3-PD合成途径的效率.本文以醛脱氢酶ALDH为改造目标,以K.pneumoniae为宿主,通过同源重组技术在K.pneumoniae M5aL的ALDH基因中成功地插入了四环素抗性基因,经抗性筛选和基因水平鉴定,得到两株ALDH基因敲除的重组菌0623—1hb及0623-1hc.本文研究了这两株重组菌的生长代谢特性,结果表明两株重组菌的ALDH酶活基本检测不到,菌体生长受到明显抑制,乙醇合成浓度比出发菌株K.pneumoniae M5aL降低了43%~53%,1,3-PD合成浓度及摩尔得率分别提高了27%~42%和19%~24%.

英文摘要:

Glycerol can be transformed to 1,3-propanediol (1, 3 PD) by Klebsiella pneumoniae with accompanying ethanol accumulation. Aldehyde dehydrogenase (ALDH) is one of the key enzymes for biosynthesis of ethanol, which competes for reducing equivalents NADH with 1,3-propanediol dehydrogenase which catalyzes biosynthesis of 1,3-PD. Based on metabolic analysis, one reasonable method to improve 1,3-PD yield is to inhibit the catalysis of ALDH so that ethanol production could be restrained. In this paper, a homologous recombination vector pUCAT was constructed, in which the ALDH gene of K. pneumoniae was disrupted by inserting tetracycline resistance gene (Tcr). The amplified DNA fragment of 5pALDH- Tcr-3'ALDH from pUCAT was used to transform K. pneumoniae MSaL and the ALDH gene knockout recombinants were obtained. Comparing with those of the wild type K. pneumoniae MSaL, the ALDH activity of the recombinants were undetected, cell growth was inhibited obviously,ethanol yields were decreased by 43%- 53%, 1,3-PD yields and molar conversions from glycerol to 1,3 PD were increased by 27%-42% and 19 19%-24% respectively.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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:35185