【摘 要】
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乳清酸又称维生素B13,在生理上具有十分关键的作用,可应用于医药、化学品、化妆品等领域。乳清酸通过化学法合成的成本高、污染大,而利用微生物发酵法生产乳清酸是一种绿色环
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乳清酸又称维生素B13,在生理上具有十分关键的作用,可应用于医药、化学品、化妆品等领域。乳清酸通过化学法合成的成本高、污染大,而利用微生物发酵法生产乳清酸是一种绿色环保的替代方法。本研究通过代谢工程的策略与技术对大肠杆菌BW25113野生型菌株的乳清酸合成途径进行优化,首先通过在关键酶基因前整合T7启动子、转化重组质粒以及提高前体供应水平的策略增强途径的通量,使乳清酸产量达到了 82.90mg/L。为了避免乳清酸在DNA复制的过程中被大量消耗,对乳清酸下游的磷酸核糖转移酶基因pyrE进行敲除,得到乳清酸积累菌株BW-OR13,乳清酸产量大幅提高至1011.70 mg/L。在此基础上,分别敲除基因argF和dctA,以敲除旁路代谢及修饰乳清酸转运系统,结果并不理想。通过转化表达磷酸核糖转移酶的质粒对尿嘧啶进行回补,虽改善了菌株生长,却使乳清酸产量发生下降。进一步对菌株BW-OR13进行模块优化,最高可得到的乳清酸产量为1126.39 mg/L。进一步改善副产物乙酸的积累情况,对培养基进行优化,使乳清酸产量提高至2185.23 mg/L。通过敲除基因iclR和arcA激活乙醛酸循环,使发酵液中的乙酸减少了13.8%,而由于乳清酸合成的前体水平降低,乳清酸产量仅为1467.45 mg/L。另外,敲除糖酵解途径关键酶基因pgi,减弱糖酵解途径碳代谢流。最终,乙酸的生成量较菌株BW-OR13减少了 36.6%,同时,乳清酸产量提高至2573.75 mg/L。
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