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L-苯丙氨酸是一种芳香族α氨基酸,是人体必须的八种氨基酸之一。L-苯丙氨酸在工业上有很重要的地位,在医疗、饲料添加剂、食品加工行业均有广泛应用。仅仅依靠化学合成的方法是无法满足其需求的,因此通过生物发酵生产苯丙氨酸,具有重大的意义。本文以Escherichia coli try△tyrA作为改造的出发菌通过对代谢通路进行改造以及对关键基因进行表达的方法,获得了苯丙氨酸产量得到提高的改造菌株。本文的主要研究内容如下:(1)对Escherichia coli try△tyrA的trpE基因进行了敲除,将苯丙氨酸合成途径的竞争途径全部剔除,通过摇瓶发酵测试,得到了苯丙氨酸产量提高的菌株Escherichia coli try△tyrA△trpE,其产量约为出发菌株Escherichia coli try△tyrA的3.5倍。(2)对于苯丙氨酸合成途径的两个关键基因aroF和pheA进行了强表达。对其中编码分支酸变位酶-P-预苯酸脱水酶的pheA基因点突变为pheAfbr,使其位于326位的苏氨酸(Thr)成功替换为脯氨酸(Pro),解除了苯丙氨酸对于分支酸变位酶-P-预苯酸脱水酶的反馈抑制。(3)构建了aroF或pheAfbr强化表达的4株菌株:将两个基因分别构建于pACYC184和pTrc99A上,进行的单基因的强化表达。通过摇瓶发酵实验发现,含有较低拷贝数的pACYC184-aroF质粒及较高拷贝数的pTrc99A-pheAfbr质粒,其苯丙氨酸发酵效果较好。而将位于不同质粒上的两个基因于同一菌体内表达时,效果则不明显。(4)构建了3株菌株,将aroF和pheAfbr于同一载体上进行表达。经过摇瓶发酵实验,得到了摇瓶产量最高的E7菌株。E7质粒以pTrc99A为骨架,在两个基因之间插入了一个rrnB终止子和trc启动子。该菌株的苯丙氨酸摇瓶产量达到了1.43g/L,约为敲除菌株的2倍,出发菌株Escherichia coli try的6倍。最后尝试了该菌株的5L发酵罐小试,其5L罐72h的发酵水平达到了7.86g/L,约为摇瓶的5.5倍。