【摘 要】
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脂肪酸乙酯(fatty acid ethyl ester,FAEE)是目前最具有潜力的新型能源,微生物细胞工厂生产FAEE比目前普遍的化学合成方法具有诸多优势,例如对环境污染小、生产成本低等.酿酒酵母具备良好的产乙醇和脂肪酰辅酶A的能力,我们试图通过改造酿酒酵母代谢途径来提高FAEE的前体——脂肪酰辅酶A的产量.通过引入根据酿酒酵母密码子优化的外源基因WS2(蜡酯合成酶基因)构建一条可以利用葡萄糖为底物、经过一系列反应生成FAEE的代谢通路.富集脂肪酰辅酶A需要进一步改造分支途径,例如阻断甾醇酯途径(△A
【机 构】
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江南大学生物工程学院,江苏无锡214122
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脂肪酸乙酯(fatty acid ethyl ester,FAEE)是目前最具有潜力的新型能源,微生物细胞工厂生产FAEE比目前普遍的化学合成方法具有诸多优势,例如对环境污染小、生产成本低等.酿酒酵母具备良好的产乙醇和脂肪酰辅酶A的能力,我们试图通过改造酿酒酵母代谢途径来提高FAEE的前体——脂肪酰辅酶A的产量.通过引入根据酿酒酵母密码子优化的外源基因WS2(蜡酯合成酶基因)构建一条可以利用葡萄糖为底物、经过一系列反应生成FAEE的代谢通路.富集脂肪酰辅酶A需要进一步改造分支途径,例如阻断甾醇酯途径(△ARE1、△ARE2),三酰基甘油途径(△DGA1,△LRO1)和β氧化途径(△PXA2)来减少脂肪酰辅酶A的分流,从而相应的富集脂肪酰辅酶A.结果 表明:3个途径的敲除大大增加了FAEE的产量,相较于在原始出发菌株BY4741中表达WS2即菌株BYW2增加了9倍,摇瓶产量达到11.72 mg/L.由于目的 产物FAEE产量较低,在摇瓶发酵阶段进行了发酵优化,对是否添加乙醇和菜籽油、发酵时间以及乙醇添加模式这3个因素进行优化.结果 表明:添加乙醇和菜籽油明显提升了FAEE产量,最佳发酵时间为60 h,乙醇添加模式为从20 h开始每间隔6h补加发酵体积的2％,此时FAEE产量达到最高,为144.4 mg/L,是未优化前FAEE产量的12.3倍,是出发菌株BY4741中FAEE产量的480倍.为进一步提升FAEE产量,采用发酵罐发酵并对比了尿嘧啶缺陷菌株BYD5W2和尿嘧啶未缺陷菌株BYD5W2*的FAEE产量的差异,结果显示尿嘧啶缺陷菌株BYD5W2的FAEE最高产量为0.618 g/L,尿嘧啶未缺陷菌株BYD5W2*的FAEE最高产量为1.35 g/L,是目前报道的利用酿酒酵母产FAEE产量中较高的.
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