利用定向进化提高基因工程大肠杆菌的甲醇利用能力

甲醇是一种重要的有机化工原料,价格低廉,碳还原度高,在生物化工中是糖质原料的理想替代原料。但是常用的工业微生物宿主如大肠杆菌不能利用甲醇作为碳源,这限制了甲醇在生物化工领域的应用。通过表达甲醇脱氢酶、3-己酮糖-6-磷酸合成酶和6-磷酸-3-己酮糖异构酶在大肠杆菌中构建可同化甲醇的核酮糖单磷酸途径。以基因工程菌作为出发菌株,通过连续传代和定向进化引入随机突变,突变株进行以甲醇为碳源的压力筛选,得到了2株可以利用甲醇生长的突变株。在以甲醇为辅助碳源的培养基中,25113Δfrm A/p ZWM1-13号突变株较原始菌株25113Δfrm A/p ZWM1菌体生长量增加27.6%。对25113Δfrm A/p ZWM1-13号突变株进行~(13)C示踪分析检测蛋白质合成氨基酸,结果表明氨基酸中~(13)C比例有明显提高。其中,甲硫氨酸~(13)C标记含量增加7.236%。因此,定向进化有效地提高了基因工程大肠杆菌的甲醇利用效率。