短链硫酯酶缺失对大肠杆菌合成聚羟基丁酸乳酸酯的影响

聚羟基脂肪酸酯 (Polyhydroxyalkanoates,PHAs) 是一种具有优质生物相容性的可降解生物基材料,其理化性质优越,具备替代石油基塑料的潜力。P(3HB-co-LA) 是PHAs的一种,融合了聚乳酸 (Polylactic acid,PLA) 和聚3-羟基丁酸 (poly(3-hydroxybutyrate),P(3HB)) 共同的优点,具有更好的韧性和透明度。文中首先在大肠杆菌MG1655中通过质粒表达外源基因phaA、phaB、phaCm和pctth,发酵生产出乳酸含量为23.8 mol%的P(3HB-co-LA),在此基础上缺失dld基因得到菌株WXJ01-03,其合成的聚合物中乳酸组分含量提升至37.2 mol%。当硫酯酶基因ydiI和yciA基因继续被敲除后,生产的共聚物中乳酸组分进一步提升至42.3 mol%和41.1 mol%。最后将3个基因dld、yciA和ydiI同时缺失得到重组菌株WXJ03-03,并通过该重组菌株获得了乳酸组分含量为46.1 mol%的共聚物。通过比较不同碳源的发酵结果得知,木糖有利于提高共聚物中乳酸组分含量。上述实验结果表明,在木糖发酵中短链硫酯酶基因缺失阻碍了大肠杆菌胞内的LA-CoA被降解,可有效提高聚合物中乳酸组分的摩尔百分比。