| 理性代谢工程改造促进谷氨酸棒杆菌高效合成L-谷氨酸 |
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| 引用本文： | 刘佳峰,乔郅钠,赵有玺,徐美娟,张显,杨套伟,饶志明.理性代谢工程改造促进谷氨酸棒杆菌高效合成L-谷氨酸[J].生物工程学报,2023,39(8):3273-3289. |
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| 作者姓名： | 刘佳峰 乔郅钠 赵有玺 徐美娟 张显 杨套伟 饶志明 |
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| 作者单位： | 江南大学生物工程学院, 江苏 无锡 214122;北京联合大学生物化学工程学院, 北京 100023 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划(2021YFC2100900)；国家自然科学基金(32071470)；新疆生产建设兵团科技攻关计划项目(2019AB009) |
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| 摘 要： | L-谷氨酸是世界上第一大宗氨基酸产品，广泛应用于食品医药及化工等行业。以谷氨酸高产菌谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum) G01为出发菌株，首先通过敲除主要副产物丙氨酸合成相关基因-丙氨酸氨基转移酶编码基因(alaT)，降低了发酵副产物丙氨酸含量。其次，α-酮戊二酸节点碳流量对谷氨酸合成起重要作用，因此，采用核糖体结合位点(ribosome-binding site,RBS)序列优化降低了α-酮戊二酸脱氢酶的活性，强化了谷氨酸合成代谢流。同时通过筛选不同来源的谷氨酸脱氢酶，加强了α-酮戊二酸内源转化为谷氨酸的能力。接着，对谷氨酸转运蛋白进行理性设计，提高了谷氨酸的外排能力。最后，对基于以上策略构建的整合菌株进行了5 L发酵罐发酵优化，通过梯度升温结合分批补料策略，谷氨酸产量为(136.33±4.68) g/L，较原始菌的产量(96.53±2.32) g/L提高了41.2%；糖酸转化率为55.8%，较原始菌的44.2%提高了11.6%；且降低了副产物丙氨酸的含量。以上策略一定程度上提高了谷氨酸的产量与糖酸转化率，可为谷氨酸生产菌株的代谢改造提供参考。
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| 关 键 词： | 谷氨酸棒杆菌 谷氨酸 转录分析 核糖体结合位点(RBS)序列优化 谷氨酸转运蛋白 |
| 收稿时间： | 2023/1/8 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2023/3/7 0:00:00 |
Rational metabolic engineering of Corynebacterium glutamicum for efficient synthesis of L-glutamate |
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| LIU Jiafeng,QIAO Zhin,ZHAO Youxi,XU Meijuan,ZHANG Xian,YANG Taowei,RAO Zhiming.Rational metabolic engineering of Corynebacterium glutamicum for efficient synthesis of L-glutamate[J].Chinese Journal of Biotechnology,2023,39(8):3273-3289. |
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| Authors: | LIU Jiafeng QIAO Zhin ZHAO Youxi XU Meijuan ZHANG Xian YANG Taowei RAO Zhiming |
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| Institution: | School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China;College of Biochemical Engineering, Beijing Union University, Beijing 100023, China |
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| Abstract: | |
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