| 能量代谢工程促地衣芽胞杆菌DW2高效合成杆菌肽 |
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| 引用本文： | 张清,朱杉,崔乃香,张博闻,王志,陈晓斌,刘军,李俊辉,蔡冬波,杨之帆,陈守文,马昕.能量代谢工程促地衣芽胞杆菌DW2高效合成杆菌肽[J].生物工程学报,2020,36(6):1126-1137. |
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| 作者姓名： | 张清 朱杉 崔乃香 张博闻 王志 陈晓斌 刘军 李俊辉 蔡冬波 杨之帆 陈守文 马昕 |
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| 作者单位： | 1 湖北大学 生命科学学院 省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室 湖北省环境微生物工程技术研究中心，湖北 武汉 430062;2 湖北工业大学 生物工程与食品学院 发酵工程教育部重点实验室 工业微生物湖北省重点实验室，湖北 武汉 430068;3 绿康生化股份有限公司，福建 浦城 353400 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划 (No. 2018YFA0900300) 资助。 |
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| 摘 要： | 杆菌肽是一种主要由芽胞杆菌产生的广谱性环肽类抗生素,目前广泛应用于兽药领域。能量代谢在微生物高效合成目的代谢产物中具有重要作用。文中以杆菌肽工业生产菌株地衣芽胞杆菌Bacillus licheniformis DW2为出发菌株,首先构建了呼吸链分支途径细胞色素bd泛醇氧化酶基因cydB缺失菌株,发现cydB缺失后杆菌肽效价和胞内ATP浓度相比于对照菌株分别提高了10.97%和22.96%。接着,证实了强化表达另外一条呼吸链分支途径——细胞色素aa3氧化酶基因qoxA能够提高杆菌肽合成水平,其杆菌肽效价和胞内ATP浓度相比于对照菌株分别提高了18.27%和34.00%。强化ADP合成供给也是促进胞内ATP积累的有效策略,结果表明强化表达腺苷激酶DcK和腺苷酸激酶AdK均可以提高杆菌肽效价和胞内ATP浓度,其中强化表达DcK效果较好,其杆菌肽效价相比对照提高16.78%。最后,通过组合代谢工程育种,在基因cydB缺失菌DW2ΔcydB基础上整合表达了qoxA和dck,得到工程菌株DW2-CQD(DW2ΔcydB::qoxA::dck),发酵结果表明,DW2-CQD杆菌肽效价达到954.25 U/mL,相比于对照菌株提高了21.66%,单位菌体杆菌肽效价为2.11 U/CFU,相比对照提高了11.05%。此外,DW2-CQD胞内ATP浓度为39.54 nmol/L,相比于对照提高了49.32%。结果证实能量代谢工程是提高杆菌肽发酵水平的有效策略,提供了一株具有工业化应用前景的杆菌肽生产菌株。
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| 关 键 词： | 地衣芽胞杆菌，杆菌肽，ATP供给，代谢工程 |
| 收稿时间： | 2019/10/14 0:00:00 |
Enhanced production of bacitracin via energy metabolism engineering in Bacillus licheniformis DW2 |
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| Qing Zhang,Shan Zhu,Naixiang Cui,Bowen Zhang,Zhi Wang,Xiaobin Chen,Jun Liu,Junhui Li,Dongbo Cai,Zhifan Yang,Shouwen Chen,Xin Ma.Enhanced production of bacitracin via energy metabolism engineering in Bacillus licheniformis DW2[J].Chinese Journal of Biotechnology,2020,36(6):1126-1137. |
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| Authors: | Qing Zhang Shan Zhu Naixiang Cui Bowen Zhang Zhi Wang Xiaobin Chen Jun Liu Junhui Li Dongbo Cai Zhifan Yang Shouwen Chen Xin Ma |
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| Institution: | 1 Environmental Microbial Technology Center of Hubei Province, State Key Laboratory of Biocatalysis and Enzyme Engineering, College of Life Sciences, Hubei University, Wuhan 430062, Hubei, China;2 Hubei Provincial Key Laboratory of Industrial Microbiology, Key Laboratory of Fermentation Engineering (Ministry of Education), School of Food and Biological Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, Hubei, China;3 Lifecome Biochemistry Co. Ltd, Pucheng 353400, Fujian, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Bacillus licheniformis bacitracin ATP supply metabolic engineering |
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