L-蘇氨酸作為人體必需八種氨基酸之一,被廣泛運(yùn)用于食品、藥品和飼料等領(lǐng)域。隨著市場需求的日益擴(kuò)大,開發(fā)一株高產(chǎn)L-蘇氨酸的菌株變得十分必要。大腸桿菌（Escherichia coli）由于生長性能優(yōu)良、遺傳背景清晰,常被用作蘇氨酸產(chǎn)生菌基因改造的模式菌。本文以實(shí)驗室保藏的蘇氨酸生產(chǎn)菌株E.coli THR為出發(fā)菌株,通過代謝工程手段改造出蘇氨酸高產(chǎn)菌E.coli THR8。隨后對搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基、發(fā)酵條件、5 L發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速及補(bǔ)料進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)一步提高了L-蘇氨酸產(chǎn)量。主要研究結(jié)果如下:（1）增加通往L-蘇氨酸合成的碳通量,同時抑制蘇氨酸的胞內(nèi)吸收,減少過量蘇氨酸對關(guān)鍵酶的反饋抑制。利用FLP/FRT重組酶系統(tǒng)敲除天冬氨酸激酶III（lysC）、磷酸果糖激酶II（pfkB）和蘇氨酸主要吸收蛋白（sstT）,分別構(gòu)建E.coli THRΔlysC（即E.coli THR1）、E.coli THRΔlysCΔpfkB（即E.coli THR2）和E.coli THRΔlysCΔpfkBΔsstT（即E.coli THR3）。L-蘇氨酸產(chǎn)量較出發(fā)菌株分別提高0.55%、5.04%和9.97%,糖酸... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

L-蘇氨酸分子結(jié)構(gòu)式Fig.1-1ThemolecularstructureofL-threonine

德國的 DegussaAG（現(xiàn)為 Evonik）和美國的 ADM 公司。國內(nèi)梅花集團(tuán)、阜豐集團(tuán)、伊品生物、成福集團(tuán)等公司也開展 L-蘇氨酸生產(chǎn)[9,10]。然而我國 L-蘇氨酸生產(chǎn)開始于上世紀(jì) 90 年代，經(jīng)過 20 多年的快速發(fā)展，在產(chǎn) L-蘇氨酸菌株的知識產(chǎn)權(quán)、發(fā)酵產(chǎn)酸率、糖酸轉(zhuǎn)化率、生產(chǎn)成本以及發(fā)酵廢液的環(huán)保處理等方面尚具有較大的提升空間。1.2.2 L-蘇氨酸生產(chǎn)方法目前，L-蘇氨酸的生產(chǎn)方法包括：蛋白質(zhì)水解、化學(xué)合成和微生物發(fā)酵[11]。其中，從生產(chǎn)成本、產(chǎn)酸得率、能源與環(huán)保等方面綜合考慮，利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)蘇氨酸已成為目前的主流方法[12]。（1）蛋白質(zhì)水解法L-蘇氨酸主要存在于血粉，牛角和玉米麩質(zhì)等天然蛋白質(zhì)中。通過水洗、粉碎、加強(qiáng)酸水解蛋白質(zhì)，再濃縮得到濃縮液，用活性炭脫色、上離交柱，洗脫收集蘇氨酸部分[11]，具體流程如圖 1-2。然而，由于這些蛋白質(zhì)中蘇氨酸含量低，且制備過程復(fù)雜，因此必須處理大量洗脫液。此外，與 L-蘇氨酸共同存在的其他氨基酸隨廢液丟棄，既不經(jīng)濟(jì)也不環(huán)保。后來，蛋白質(zhì)水解法逐漸被淘汰。

第一章 緒論K I、II 和 III，存在不同的遺傳決定和調(diào)控機(jī)制。AK I（三種酶中豐度編碼。thrA 的表達(dá)被 L-蘇氨酸和 L-異亮氨酸以共價方式阻遏，AK I反饋抑制。AK II 含量最少，由 metL 基因編碼。metL 的表達(dá)被 L-蛋氨I的活性不受天冬氨酸家族中任何氨基酸的抑制。AK III是 lysC基因編碼達(dá)被 L-賴氨酸阻遏，AK III 的活性被 L-賴氨酸抑制。AK I 和 II 作為雙化結(jié)構(gòu)域，一個用于 AK 活性，另一個用于高絲氨酸脫氫酶（HSD）也被稱為 AK I-HSD I 和 AK II-HSD II[33]。不同于 E. coli，C. glutamlysC 編碼），受到 L-賴氨酸和 L-蘇氨酸的協(xié)同反饋抑制[34]。研究表明 C1076A，造成第 311 位蘇氨酸→異亮氨酸、第 359 位甘氨酸→天冬解除賴氨酸對天冬氨酸激酶反饋抑制的同時也解除了賴氨酸和蘇氨酸制[35,36]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]強(qiáng)化葡萄糖代謝途徑提高L-賴氨酸發(fā)酵水平的研究[D]. 劉冬冬.江南大學(xué) 2017
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[3]L-蘇氨酸生產(chǎn)菌的構(gòu)建及發(fā)酵優(yōu)化[D]. 周茜.天津科技大學(xué) 2016
[4]糖酵解途徑和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的改造對大腸桿菌發(fā)酵L-蘇氨酸的影響[D]. 梁媛.天津科技大學(xué) 2014
[5]基因重組大腸桿菌發(fā)酵生產(chǎn)蘇氨酸條件優(yōu)化[D]. 郝靜祖.濟(jì)南大學(xué) 2012
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本文編號：2948153