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在微生物中,从葡萄糖合成色氨酸的代谢途径较长,其中涉及到中心代谢途径、莽草酸途径以及色氨酸合成支路。本论文主要围绕这些途径中的关键酶开展工作。通过定点突变、同源基因或异源基因的克隆表达等方法研究了关键酶基因的过表达对北京棒杆菌(Corynebacteriumpekinense)PD-67色氨酸合成的影响。 以北京棒杆菌产色氨酸突变株PD-67基因组为模版,用PCR方法分别扩增了磷酸烯醇式丙酮酸合酶基因pps和莽草酸激酶基因aroK。以大肠杆菌(Escherichiacoli)W3110的染色体基因组为模板,利用重叠PCR的方法对3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合酶基因进行定点突变:Leu175Asp,获得抗反馈抑制的DS基因aroGfbr。利用穿梭载体pXMJ19分别构建了含有pps、aroK和aroGfbr基因的重组质粒pXPS、pXAK和pXA。同时构建了含有pps和aroGfbr双基因的重组质粒pXAPS。分别将这四种质粒转化至PD-67中并实现了这些基因在宿主菌中的单表达或共表达。 工程菌中PPS、AroK和DS酶活力与对照菌相比均有所提高。其中,工程菌PD-67/pXPS的PPS比活力为11.32U/mg,比对照菌PD-67/pXMJ19提高了3.6倍;PD-67/pXA中DS酶比活力为34.7U/mg,比对照菌提高了2倍。此外,抗反馈抑制分析实验表明,AroGfbr已基本解除了Phe的反馈抑制作用,同时其催化活性不受Tyr和Trp的影响;工程菌PD-67/pXAPS中的PPS和DS酶比活力分别为10.08U/mg和26.7U/mg,分别比对照菌PD-67/pXMJ19提高了3.1倍和1.5倍;PD-67/pXAK中莽草酸激酶的比活力为64.8U/mg,比对照菌提高了近4倍。 工程菌摇瓶发酵实验表明,这三个关键酶基因的单表达或者共表达分别使北京棒杆菌PD-67色氨酸的积累得到不同程度的提高。过表达pps基因和aroGfbr基因分别使工程菌L-色氨酸积累量提高12.1%和26.8%,而双基因共表达可使工程菌的产酸量提高35.9%。过表达aroK基因对色氨酸的积累同样具有明显的促进作用,使北京棒杆菌PD-67色氨酸的积累量提高8.4%。 本工作通过对中心代谢途径和莽草酸途径中的关键酶的改造,提高了PD-67的色氨酸积累能力,这对于了解色氨酸合成代谢以及进一步改善色氨酸生产性能都提供了重要的参考。