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乙醛酸循环包括柠檬酸合成酶(CS)、顺乌头酸酶(ACN)、异柠檬酸裂解酶(ICL)和苹果酸合成酶(MS)四种酶，是TCA循环的回补途径。目前，通过改造乙醛酸循环和TCA支路生产丁二酸的研究很多，但在厌氧条件下研究乙醛酸途径的功能及其对丁二酸产率的影响还不多见。研究谷氨酸棒状杆菌厌氧发酵过程中乙醛酸途径对中心碳代谢的影响，对于工业低成本生产丁二酸具有潜在的应用价值。 本文首先从大肠杆菌中克隆了ICL、ACN、ICL、MS的基因，成功构建重组质粒pMD18-T-gltA，pMD18-T-acn，pMD18-T-aceA，pMD18-T-glcB。将重组质粒分别导入大肠杆菌中，利用IPTG对阳性转化子诱导表达。重组质粒在大肠杆菌中都有明显的表达条带，CS、ACN、ICL、MS的酶活分别是对照菌株的4.3倍、9.2倍、7.1倍、6.2倍。 然后将四种酶的基因分别转入谷氨酸棒状杆菌中，构建重组菌SA001-pXMJ19-gltA,SA001-pXMJ19-acn,SA001-pXMJ19-aceA,SA001-pXMJ19-glcB。通过初步厌氧发酵实验，表明分别过量表达ICL和MS均可增加丁二酸产量。 重组菌SA001-pXMJ19-aceA好氧培养12h，ICL的酶活为0.84 U/mL，是对照菌的6.5倍;重组菌SA001-pXMJ19-glcB好氧培养12 h，MS的酶活为1.13U/mL，是对照菌的5.9倍。经过两阶段发酵，菌株SA001-pXMJ19-aceA和菌株SA001-pXMJ19-glcB的丁二酸与乙酸的摩尔比分别为2.19和2.07，相对于对照菌株分别提高65％和56％。 在此基础上构建共表达ICL和MS的重组菌SA001-glcB-aceA。有氧诱导12h后，ICL和MS的酶活分别为是对照菌株的6.2倍和7倍。经16h厌氧发酵，重组菌SA001-glcB-aceA消耗葡萄糖17.91 g/L，丁二酸浓度达到14.84 g/L，丁二酸的生产强度为0.72 g·L-1·h-1，厌氧16h后，ICL的酶活依然维持在较高的水平为0.68 U/mL，约为出发菌株的4.7倍;MS的酶活为1.47 U/mL，约为出发菌株的5.1倍。经厌氧补料分批发酵，相对于对照菌，重组菌乙酸产量减少50％。