群体感应动态调控促进大肠杆菌合成酪醇

酪醇是一种多酚类天然产物,广泛应用于化工、医药和食品等领域。目前大肠杆菌(Escherichia coli)从头合成酪醇存在发酵菌体密度低和产量低等问题。为此,本研究将前期获得苯丙酮酸脱羧酶突变体ARO10F138L/D218G与不同来源的醇脱氢酶融合表达,最优组合ARO10F138L/D218G-L-YahK酪醇产量达到1.09 g/L。为进一步提高酪醇产量,敲除了4-羟基苯乙酸竞争途径关键基因feaB,使酪醇产量提高了21.15%,达到1.26g/L。针对酪醇发酵菌体密度低的问题,通过群体感应系统动态调控酪醇合成途径,减轻酪醇对底盘细胞的毒性作用,缓解生长抑制,使其产量提高了33.82%,达到1.74 g/L。在2 L发酵罐中,群体感应动态调控工程菌TRFQ5的酪醇产量达到4.22g/L,OD600值达到42.88,分别较静态诱导表达工程菌TRF5提高了38.58%和43.62%。本研究应用基因敲除技术,阻断了酪醇合成竞争途径;同时结合群体感应动态调控策略,减轻了酪醇毒性对底盘细胞的生长抑制,从而有效地提高了酪醇产量。本研究对其他高毒性化学品的生物合成具有良好的借鉴和应用价值。