| 代谢改造重组谷氨酸棒杆菌C4途径高效合成5-氨基乙酰丙酸 |
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| 引用本文： | 王丽君,闫思翰,杨套伟,徐美娟,张显,邵明龙,李华钟,饶志明.代谢改造重组谷氨酸棒杆菌C4途径高效合成5-氨基乙酰丙酸[J].生物工程学报,2021,37(12):4314-4328. |
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| 作者姓名： | 王丽君 闫思翰 杨套伟 徐美娟 张显 邵明龙 李华钟 饶志明 |
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| 作者单位： | 江南大学 生物工程学院 工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡 214122 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目 (No. 2018YFA0900300)，国家自然科学基金 (No. 31770058)，宁夏回族自治区重点研发计划 (No. 2019BCH01002)，国家轻工技术与工程一流学科自主课题 (No. LITE2018-06) 资助。 |
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| 摘 要： | 5-氨基乙酰丙酸 (5-aminolevulinic acid，5-ALA) 在医药和农业等领域有着广泛作用，目前主要采用大肠杆菌或谷氨酸棒杆菌以微生物发酵法合成。为了进一步提高谷氨酸棒杆菌合成5-ALA的能力，对其C4代谢途径进行了系统代谢改造。首先分别在谷氨酸棒杆菌中异源表达荚膜红杆菌和沼泽红假单胞菌的5-氨基乙酰丙酸合成酶ALAS，选择酶活相对较高的沼泽红假单胞菌的RphemA基因作为关键合成酶基因，并筛选到能显著增强RphemA的酶活性的核糖体结合位点RBS5。重组菌株ALAS的比酶活可达 (221.87±3.10) U/mg，且5-ALA产量提高了14.3%；随后通过敲除α-酮戊二酸脱氢酶抑制蛋白基因 (odhI) 和琥珀酸脱氢酶基因 (sdhA)，促进了前体琥珀酰CoA向5-ALA途径的流动；通过sRNA抑制hemB表达减少了5-ALA的降解；并且过表达半胱氨酸/O-乙酰丝氨酸转运蛋白eamA提高了5-ALA的输出效率；使用重组菌株C. glutamicum 13032/?odhI/?sdhA-sRNAhemB-RBS5RphemA-eamA摇瓶发酵，5-ALA最高产量达11.90 g/L，较出发菌株提高了57%。最后，在5 L发酵罐中进行补料分批发酵，48 h内5-ALA的产量达25.05 g/L，为目前以葡萄糖为碳源发酵的最高产量。本研究构建了高产5-ALA重组谷氨酸棒杆菌，具有良好的工业应用前景。
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| 关 键 词： | 谷氨酸棒杆菌，5-氨基乙酰丙酸，代谢改造，C4途径 |
| 收稿时间： | 2021/1/18 0:00:00 |
Engineering the C4 pathway of Corynebacterium glutamicum for efficient production of 5-aminolevulinic acid |
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| Lijun Wang,Sihan Yan,Taowei Yang,Meijuan Xu,Xian Zhang,Minglong Shao,Huazhong Li,Zhiming Rao.Engineering the C4 pathway of Corynebacterium glutamicum for efficient production of 5-aminolevulinic acid[J].Chinese Journal of Biotechnology,2021,37(12):4314-4328. |
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| Authors: | Lijun Wang Sihan Yan Taowei Yang Meijuan Xu Xian Zhang Minglong Shao Huazhong Li Zhiming Rao |
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| Institution: | Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Corynebacterium glutamicum 5-aminolevulinic acid metabolic engineering C4 pathway |
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