代謝工程方法改造大腸桿菌生產(chǎn)聚3-羥基丁酸酯.pdf_第1頁
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1、聚3-羥基丁酸酯(PHB)具有生物可降解性和生物相容性等性能,在醫(yī)藥、食品和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文研究考查了有氧呼吸鏈對(duì)于PHB積累的影響,構(gòu)建了一系列生產(chǎn)PHB的菌株;通過引入編碼Bacillus subtilis的木糖異構(gòu)酶基因xylA、木酮糖激酶基因xylB和木糖運(yùn)輸?shù)鞍谆騛raE,使工程菌株能夠同時(shí)利用葡萄糖和木糖代謝合成PHB;通過引入木聚糖水解質(zhì)粒,使工程菌株能夠利用木聚糖進(jìn)行代謝合成PHB,并進(jìn)一步考察了過表

2、達(dá)轉(zhuǎn)醛酶基因talA對(duì)利用木聚糖積累PHB的影響。得到的主要結(jié)果如下:
  首先,考查了有氧呼吸鏈對(duì)于PHB積累的影響。采用單基因敲除和組合敲除的策略,敲除Escherichia coliJM109有氧呼吸鏈中低效率的呼吸鏈,包括編碼細(xì)胞色素bd-I氧化酶、細(xì)胞色素bd-Ⅰ氧化酶和NDH-Ⅱ脫氫酶的三個(gè)基因,分別為cydB、appB和ndh。其中表現(xiàn)優(yōu)異的三株菌LJ02(ΔappB)、LJ03(Δndh)和LJ23(ΔappBΔn

3、dh)利用20 g/L的葡萄糖分別積累了4.53 g/L、6.16 g/L和4.61 g/L PHB,利用20 g/L的木糖分別積累了2.78 g/L、3.50 g/L和1.82 g/LPHB。其中LJ03利用葡萄糖合成PHB的得率為0.32 g(g glucose)-1,是理論得率的66.67%。接著對(duì)LJ03進(jìn)行5-L發(fā)酵罐的實(shí)驗(yàn),發(fā)酵28 h,積累了28.23 g/L PHB,得率達(dá)到了0.25g(gglucose)-1。說明敲除

4、低效率的呼吸鏈細(xì)胞色素bd-I氧化酶和NDH-II脫氫酶對(duì)于PHB的積累是有利的。
  之后通過異源引入編碼Bacillus subtilis的木糖異構(gòu)酶基因 xylA、木酮糖激酶基因 xylB和木糖運(yùn)輸?shù)鞍谆騛raE,在10 g/L葡萄糖和5 g/L木糖的培養(yǎng)基中,LJ02、LJ03和LJ23能夠同時(shí)利用葡萄糖和木糖,并且分別積累了3.87 g/L、4.1g/L和4.15g/L PHB。說明解除了E. coli葡萄糖阻遏效應(yīng)。

5、
  最后通過引入木聚糖水解質(zhì)粒,LJ02、LJ03和LJ23利用5 g/L木聚糖和10 g/L木糖,分別積累了2.08g/L、2.02g/L和2.29 g/LPHB。為了提高木糖代謝速率,本研究過表達(dá)了轉(zhuǎn)醛酶基因talA,發(fā)現(xiàn)過表達(dá)talA基因?qū)J02和LJ23利用木糖積累PHB是有利的,對(duì)LJ03利用木糖積累PHB反而有不利影響。但是過表達(dá)talA基因?qū)J02、LJ03和LJ23利用木聚糖積累PHB沒有提升作用,反而會(huì)在一

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