富马酸是一种重要的4碳平台基础化合物,由于传统发酵法生产富马酸具有得率低、产量少、副产物多等缺点,故以前主要由化学合成法获得。随着化石资源的逐步枯竭,目前其生物合成方法正引起广泛关注。本课题以富马酸生产菌株Rhizopus oryzae中存在的两条合成代谢途径为主要研究对象,针对TCA 循环中目标产物高流量、低积累、转化效率低下等问题,以解决代谢网络中代谢流向控制的关键问题为目标,通过建立代谢网络数学模型以及代谢流分析和代谢网络扰动,找出影响生物法合成富马酸的关键酶及关键步骤,进而利用代谢工程的技术改变代谢通量的分配,强化目标产物合成途径,截断或抑制副产物的生成途径,提高糖的转化率,最终实现富马酸的高效生产,为生物合成四碳有机酸平台的建设奠定理论基础。
英文主题词Rhizopus oryzae;Fumaric acid; Metabolic flow; Metabolic networks