hprK 基因敲除及对其枯草芽孢杆菌核黄素发酵的影响

枯草芽孢杆菌在葡萄糖丰富的环境中，胞内糖分解代谢物浓度的提高将引起碳分解代谢物阻遏效应（CCR）及糖吸收 的抑制，对核黄素等发酵过程产生不利影响。通过缺陷细胞的分解代谢物控制蛋白A（CcpA）可以解除CCR效应，但不能解除糖吸收的抑制。磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸转移酶系统（PTS）是枯草芽孢杆菌主要的糖吸收方式，HPr蛋白和双功能的HPr激酶/HPr-Ser46-P 磷酸酶（HprK/P）参与PTS系统的调控。在葡萄糖丰富的条件下，K96SRQ 的激酶活性受1,6二磷酸果糖激活，催化HPr蛋白46位丝氨酸残基磷酸化，形成HPr-Ser46-P.HPr-Ser46-P抑制某些碳源透过酶基因的表达；同时HPr-Ser46-P难以被酶I在His15磷酸化，不能在PTS系统中发挥转移磷酸基团的作用，使细胞的糖吸收受到抑制。在CcpA缺陷的背景下，敲除核黄素生产菌株B.subtilis24Al/Pmx45 的HprK/P 编码基因hprK，构建了CcpA和HprK/P双缺陷的重组菌B.subtilisZHc/Pmx45.摇瓶发酵显示，B.subtilisZHc/Pmx45核黄素发酵的最适葡萄糖浓度由24Al/Pmx45的8%提高到10%;核黄素产量达到4.374mg/Ml,比24Al/Pmx45提高了19.2%。结果表明，CcpA和HprK/P的双缺陷可有效解除高浓度葡萄糖所引起的CCR效 应和糖吸收抑制，有助于提高细胞对葡萄糖的耐受力，并提高核黄素产量。