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3-羟基丙酸(3-hydroxypropionic acid, 3-HP)是一种重要的平台化合物，是很多化工产品及日用品的原料，是组成很多大分子化合物和聚合物的单体，也是未来全球12种最具开发潜力的三碳化工产品之一。微生物转化法生产3-羟基丙酸因其且具有生产周期短，原料丰富，适应性强，绿色环保，生产成本低等优势，受到国内外研究学者的广泛关注。而目前国内关于微生物法生产3-羟基丙酸的研究尚处于起步阶段，相关报道并不多见。本研究对采自海南三亚的17份土样及人类粪便10份进行初筛，得到124株菌株。分别对124株菌进行摇瓶发酵，高效液相色谱法测定3-羟基丙酸的生成，得到23株能够生产3-羟基丙酸的菌株，其中产量最高的为Y-11，其3-羟基丙酸产量为4.78 g/L。产物经LC—MS鉴定分析，确定其为3-羟基丙酸。对Y-11进行生理生化鉴定和18S rDNA序列分析，参照《酵母菌的特征与鉴定手册》，Y-11确定为Candida rugosa (假丝酵母属)。以Y-11为出发菌株，经UV-NTG-60Coγ复合诱变得到了突变性状稳定且可遗传的高产菌株5-13B，其3-羟基丙酸的产量为11.43 g/L，是出发菌株的2.39倍。对出发菌株和突变株的发酵特性进行了比较，结果表明突变株对产物3-羟基丙酸的积累性能及丙酸的耐受性均优于出发菌株。对发酵培养基和培养条件进行了单因素实验和响应面优化实验。根据单因素实验结果，合适的发酵培养基成份及配比分别为(g/L)：葡萄糖30-40,酵母膏10, (NH4)2SO415-25, KH2PO4 5, K2HPO4 9, MgSO4·7H2O 1.0, FeSO4·7H2O 0.015, CaCl2 0.12,丙酸15-25,TES 5 mL,调节pH至5.5-7.0。最佳发酵条件为：接种量8%，转速220 r/min，装液量50 mL/250 mL，培养温度28°C，发酵时间4 d。分析单因素实验结果，以3-羟基丙酸产量为响应值，进行四因素三水平(A:葡萄糖浓度、B:硫酸铵浓度、C:丙酸浓度、D:初始pH)实验。结果表明，当葡萄糖浓度为35.6 g/L，硫酸铵浓度为16.3 g/L，丙酸浓度为15.2g/L，发酵初始pH为6.4时，3-羟基丙酸预测最大值为13.3 g/L，与实验值12.5 g/L(平均值)吻合度较高。3-羟基丙酸产量在优化后比优化前相比提高了9.2%。对该菌发酵生产3-羟基丙酸的代谢途径进行了探索。研究表明，假丝酵母代谢生产3-羟基丙酸的底物为丙酸类。丙酰辅酶A合成酶可将其转化为丙酰辅酶A，该酶对底物丙酸比丙烯酸更有亲和性，其酶促反应的最适温度与3-羟基丙酸生成的最适温度相吻合。同时，对酶促反应液的LC-MS分析结果显示，在m/z为822处有丙酰辅酶A的特征峰。综合以上实验结果可以推断该菌株在合成3-羟基丙酸的代谢途径中存在丙酸-丙酰辅酶A-3-羟基丙酸的反应