氨基葡萄糖耐受菌株的筛选及其glmS基因的克隆(6)_毕业论文

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氨基葡萄糖耐受菌株的筛选及其glmS基因的克隆(6)

的重组大肠肝菌 Escherichia coli-glms-gna1(在下游提取过程中用弱酸进行脱乙酰化即 可将乙酰葡糖胺转化为氨基葡萄糖)。但是研究发现,发酵过程中氨基葡萄糖和乙酰 葡糖胺能被转运至胞内作为碳源利用,导致胞外产物产量显著降低。为阻断胞外氨基 葡萄糖和乙酰葡糖胺向胞内的转运,利用 Red 同源重组技术将甘露糖磷酸转运子编码 的基因 manX 和 E。 coli-glms-gna1 的乙酰氨基葡萄糖磷酸转运子编码的基因 nagE 进 行敲除,从而获得了 nagE 基因敲除的工程菌 E。coli-glms-gna1-∆nagE 和 nagE/manX 基因双敲除的工程菌 E。 coli-glms-gna1-∆nagE-∆manX,并在 7 L 的发酵罐上利用构建 的工程菌进行氨基葡萄糖和乙酰葡糖胺的发酵生产[9]。实验结果说明:培养对照菌株 E。 coli-glms-gna1 至 12 h 时氨基葡萄糖产量达到最大值 4。06 g/L,乙酰葡糖胺产量达 到最大值 41。46 g/L;而培养单基因敲除菌株 E。coli-glms-gna1-∆nagE 至 12 h 时氨基 葡萄糖产量达到最大值 4。38 g/L (相当于对照菌株的 1。08 倍),乙酰葡糖胺产量达到最 大值 71。80 g/L (相当于对照菌株的 1。7 倍);培养双基因敲除菌株 E。 coli-glms-gna1-论文网

∆nagE-∆manX 至 10 h 时乙酰葡糖胺产量达到最大值 4。82 g/L (相当于对照菌株的 1。2 倍),乙酰葡糖胺产量达到最大值 118。78 g/L (相当于对照菌株的 2。86 倍)。这说明 nagE 和 manX 基因的敲除可明显降低氨基葡萄糖和乙酰葡糖胺向胞内的转运,从而提高其 在胞外的积累。研究结果对最终实现氨基葡萄糖的工业化生产具有一定的指导意义。 另外一些学者通过使用真菌来生产氨基葡萄糖,我们把他们做个比较。这一部分学者 使用根霉 BCRC31996,红曲霉 BCRC31527 和曲霉属真菌 BCRC31742 通过深层发酵 和摇瓶培养来生产氨基葡萄糖。氨基葡萄糖和异硫氰酸萘酯的反应以衍生物为介质和 吡啶 50℃下培养 1 h。通过高效液相色谱法准确定量分析衍生物[10]。实验得出氨基葡 萄糖试验和真实的相对标准偏差不到 2%。在摇瓶中生产氨基葡萄糖的动力学和经济 学研究达到了一个在包括了三种不同真菌,介质和 PH 的最优生产氨基葡萄糖的三种 情况。在相同条件下,生产氨基葡萄糖的能力从大到小是曲霉属真菌 BCRC31742> 红曲霉 BCRC31527>根霉 BCRC31996[11]。实验结果表明氨基葡萄糖浓度有一个最优 值并且在葡萄糖和蛋白胨介质中曲霉属真菌 BCRC31742 产量是 3430 mg/L,其中我 们可知在以前收益最好使是使用野生型微生物。真菌和 PH 的控制对提高氨基葡萄糖 的收率有十分重要的作用。微生物的特定生长速率和氨基葡萄糖的生物量,含量,产 量和生产率都是要被考虑在内的。

与工程菌株大肠杆菌的发酵相比,真菌发酵法降低了氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄 糖的产量和生产率,这是因为壳聚糖在真菌类生物的质量较低,一般低于细胞干重的 25%。尽管对培养条件进行了进一步的优化,但氨基葡萄糖在细胞中的最大产率仍低 于 0。4 g/g 的细胞干重。高浓度的乙酰氨基葡萄糖可以由大肠杆菌 GLMS-GNA1 和大 肠杆菌 7107-18 通过系统的代谢工程得到。通过加强氨基葡萄糖合成酶和乙酰转移酶 表达和阻断氨基糖降解途径使得在氨基糖生物合成途径中的碳通量得到增加。

有学者构建了新的乙酰葡糖胺的生产途径,也就是将分解代谢酶,6 磷酸氨基葡 萄糖脱氢酶和生物合成酶,6 磷酸氨基葡萄糖乙酰葡糖胺耦合。一种实现乙酰葡糖胺 的高产的代谢途径已经在大肠杆菌的氨基葡萄糖合成酶和乙酰转移酶的作用下被构 建出来。氨基葡萄糖合成酶催化 6 磷酸果糖和谷氨酰胺合成 6 磷酸氨基葡萄糖,乙酰转移酶将 6 磷酸氨基葡萄糖转化为脱去磷酸和分泌生长介质的乙酰葡糖胺。在当前工作中,大肠杆菌的 6 磷酸氨基葡萄糖脱氢酶被估作为代替氨基葡萄糖合成酶用于生产氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖的一种酶[12]。大肠杆菌 6 磷酸氨基葡萄糖脱氢酶是一种将 6 磷酸氨基葡萄糖分解为 6 磷酸果糖和谷氨酰胺的降解酶,相反的生物合成反应对形成 6 磷酸氨基葡萄糖的活动不利。氨基葡萄糖合成酶删除应变要求连续的氨基葡萄糖的供给,且 6 磷酸氨基葡萄糖脱氢酶的高效表达导致 6 磷酸氨基葡萄糖的合成。这 个活动支撑这细胞的生长,但是有很少或者根本没有葡糖胺在其中累积。这些数据表 明代谢酶可以通过与高效的下游反应耦合在生物合成途径中被利用。 (责任编辑:qin)