【摘要】：乙醛酸是醛酸家族中分子量最小的物質(zhì),具有一系列化學(xué)反應(yīng)特性,被廣泛用于人造香料、藥品制造和農(nóng)藥制造等領(lǐng)域。目前,乙醛酸主要由化學(xué)法合成,本論文對其生物法合成進行了研究。利用Red基因重組敲除法,把大腸桿菌中乙醛酸代謝相關(guān)的基因敲除,包括編碼蘋果酸合酶的glcB和aceB基因、編碼乙醛酸還原酶的ycdW基因和編碼羥基丙二酸半醛合酶的gcl基因�；蚯贸�,將木糖合成乙醇酸的代謝途徑引入細(xì)胞內(nèi),發(fā)現(xiàn)隨著基因敲除的增多,細(xì)胞生長受到的影響變大,細(xì)胞生長變得緩慢,而木糖的消耗也減緩。敲除glcB、aceB和gcl基因的Xg4GA菌株培養(yǎng)48h后,5g/L的木糖消耗殆盡,乙醇酸積累到1.58 g/L,乙醛酸產(chǎn)量達(dá)0.13 g/L。在此基礎(chǔ)上,在Xg4GA菌株中過表達(dá)乙醇酸氧化酶基因簇glcDEF,增強細(xì)菌的乙醇酸氧化能力,使得乙醛酸的產(chǎn)量提高至0.56 g/L,但是細(xì)菌的生長變差。由于乙醇酸氧化酶是一種過氧化物黃素蛋白,乙醇酸氧化過程中產(chǎn)生H2O2,積累的H2O2無法及時被大腸桿菌自身的過氧化氫酶消耗,抑制菌體的生長,使得生物量下降。進一步過表達(dá)過氧化物酶基因katE,加快細(xì)胞內(nèi)H2O2的分解,減輕其對細(xì)胞的毒性和乙醇酸氧化酶的抑制。基因katE的過表達(dá)使得H2O2的濃度降低,細(xì)菌的生物量提高,乙醛酸的產(chǎn)量提高了 36.15%,達(dá)到0.74 g/L,為目前生物發(fā)酵法的最高產(chǎn)量。由于乙醛酸具有毒性,濃度過高會影響細(xì)胞的生長,進一步研究了無細(xì)胞體系的體外酶法合成乙醛酸,目前已經(jīng)初步實現(xiàn)了乙醇酸的酶法合成,在經(jīng)過12 h的反應(yīng),可以獲得0.12 g/L的乙醇酸。
【圖文】：

的羥基丙二酸半醛合酶催化乙醛酸生成羥基丙二酸半醛。所以合成乙醛酸菌株的改造逡逑需要將乙醛酸消耗途徑基因敲除，使得乙醛酸可以積累。我們構(gòu)建的乙醛酸合成途徑逡逑如下圖２－１所示。逡逑ＯＨ逡逑ＯＨ邋ＯＨ逡逑ｘｙｌｏｓｅ逡逑」。邐？Ｈ邋？邐ＯＨ邐０逡逑ｔ°＾邐？？邐ｒｉｂｕｌｏｓｃ－ｌ－Ｐ逡逑ｘｙｌｕｌｏｓｅ邐ｒｉｂｕｌｏｓｃ邐｜邋ｆｕｃＡ逡逑“邐ｆ邐ＯＨ逡逑ｘｙｌｕｌｏｓｅ－５－Ｐ逡逑ｇｌｙｃｏｌａｄｅｈｙｄｅ邐ｏｈ邋ｏ逡逑ｄｉｈｙｄｒｏｘｙａｃｃｔｏｉｎｃ－Ｐ逡逑Ｈ0邋NB＂邐Ｉ１邋0？逡逑ｇｌｙｃｏｌａｔｃ逡逑ＨＰ邋、丨邐Ｉ逡逑＼邐ｐｙｒｕｖａｔｅ逡逑ｋａｔＥ邋９＾０＾Ｊ邋＾邋ｙｃｄＷ邐ｉ逡逑？逡逑ｔａｒｔｒｏｎａｔｃ邋，邐ａｃｅＢ．邋ｇＳｃ８邐／邋ＴＣＡ邋＼逡逑－－ａｌｄｅｈｙｄｅ—＾邋ｇ＾0Ｈ邐＾＾邐＾逡逑’，、？邐逡逑圖２－１利用木糖合成乙醛酸途徑逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ邋ｏｆ邋ｇｌｙｏｘｙｌａｔｅ邋ｂｙ邋ｘｙｌｏｓｅ邋ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ逡逑９逡逑

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【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ921

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2632189