發(fā)布時間：2021-01-01 12:47

　　乙醇酸（Glycolate,羥基乙酸,甘醇酸）是極具工業(yè)價值的雙碳羥基羧酸,具有易降解易吸收等特性,應(yīng)用于包裝、紡織、醫(yī)療、化妝品等多個領(lǐng)域。本實驗室在前期研究中構(gòu)建的乙醇酸工程菌株Mgly545,在M9無機鹽培養(yǎng)基中,以葡萄糖為碳源合成乙醇酸,最終乙醇酸產(chǎn)量達(dá)到16.66 g·L^-1。但乙醇酸工程菌株發(fā)酵生產(chǎn)乙醇酸的過程中仍存在很多問題:M9培養(yǎng)基適合乙醇酸的生產(chǎn),但不利于菌體生長,較低的菌體生物量使得乙醇酸生產(chǎn)效率低下,菌株存在菌體生長和乙醇酸產(chǎn)量之間的矛盾。針對以上問題,主要從以下三方面進(jìn)行研究:（1）為實現(xiàn)工程菌株菌體生長和乙醇酸生產(chǎn)之間的平衡,提高乙醇酸積累效率,探究了不同氮源以及異檸檬酸脫氫酶ICDH敲除對菌體生長和乙醇酸合成的影響。有機氮源可改善Mgly545菌株生長,但會引起乙酸過量積累以及乙醇酸產(chǎn)量降低,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。在Mgly545菌株基礎(chǔ)上缺失ICDH的Mgly625菌株,以蛋白胨和酵母粉為有機氮源時,乙醇酸產(chǎn)量沒有受到菌體生長的影響,合成效率為0.80 g·OD^-1,是Mgly545在相同氮源中的2.6倍。（2）基... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

從D-木糖和D-葡萄糖合成乙醇酸的代謝改造網(wǎng)絡(luò)注：藍(lán)色表示編碼該途徑的相關(guān)基因；粗黑色箭頭表示過表達(dá)途徑Fig.1-2Syntheticpathwaysfortheproductionofglycolatefrom(d)-xyloseand(d)-glucoseLiu等人[7]

圖 1-2 通過乙醇醛氧化途徑和乙醛酸還原途徑以木糖為底物合成乙醇酸表示催化相關(guān)反應(yīng)的酶，其中 Xhd 和 XylC 來自 C.crescentus，其他酶均來自天BL21(DE3)metabolic pathway for production of glycolate from xylose in glycolaldehyde oxidatioglyoxylate reductionLi 等人[8]還致力于研究以大腸桿菌為宿主菌株，通過代謝工程手段，成含有乙醇酸的生物聚合物。首先，設(shè)計乙醛酸旁路途徑，通過乙醛其次，從埃氏巨型球菌(Megasphaera elsdenii)中引入丙酰-CoA 轉(zhuǎn)移酶分別合成羥乙酰CoA和乳酰CoA；第三，引入來自真氧產(chǎn)堿桿菌(Ralst解酶和乙酰乙酰 CoA 還原酶，催化乙酰 CoA 合成 3-羥基丁酰-CoA； 單 胞 菌 屬 (Pseudomonas sp. 61-3) 的 聚 羥 基 鏈 烷 酸 酯 (PHA) 合 酶Gln481Lys，使羥乙酰-CoA，乳酰 CoA 和 3-羥基丁酰-CoA 聚合成聚(酯) (如圖 1-3 所示)。該重組大腸桿菌在搖瓶培養(yǎng)時，可積累 3.9 g·L-1過質(zhì)子 NMR 分析對所得聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)表征。評估表明，該

圖 1-3 在大腸桿菌中生產(chǎn)含有乙醇酸的生物聚合物的合成途徑tabolically engineered glycolate containing biopolymers synthesis pathway in Es生產(chǎn)乙醇酸面臨的挑戰(zhàn)前期研究中，以大腸桿菌為出發(fā)菌株，構(gòu)建了 Mgly545 工程菌株glcB、aceB、adhA 以及 glcDEF 基因以減少旁路途徑，并含有質(zhì)表達(dá)了 aceA、aceK、ycdW、gltA 基因以增強乙醇酸合成途徑。M，以葡萄糖為碳源，通過糖酵解、TCA 循環(huán)及乙醛酸循環(huán)生成乙.66 g·L-1。但在菌株放大培養(yǎng)過程中，仍存在很多問題。乙醛酸循激活，如氧化應(yīng)激、抗生素應(yīng)激、宿主感染、營養(yǎng)匱乏等[9]。M9利于乙醛酸循環(huán)及乙醇酸的合成，但菌株在 M9 培養(yǎng)基中生長緩生產(chǎn)低效。當(dāng)在培養(yǎng)基中添加有機氮源以改善細(xì)胞生長時，副產(chǎn)降低，菌株存在乙醇酸產(chǎn)量和菌體生長之間的矛盾。要保持 TCA的平衡，協(xié)調(diào)產(chǎn)量與菌體生長之間的關(guān)系，才能實現(xiàn)工程菌株在累乙醇酸的目標(biāo)，所以 TCA 循環(huán)與乙醛酸循環(huán)的節(jié)點，即異檸

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]代謝工程改造大腸桿菌提高乙醇酸產(chǎn)率[J]. 馬寧,朱康佳,毛銀,鄧禹.  生物工程學(xué)報. 2018(02)
[2]HPLC檢測發(fā)酵液中二羥基丙酮和甘油的含量[J]. 謝光蓉.  食品與發(fā)酵科技. 2013(04)
[3]LC-MS/MS法測定E.coli胞內(nèi)24種代謝物[J]. 梅輝,戴軍,劉文衛(wèi),宋鵬飛,吳敬,趙志軍.  食品與發(fā)酵工業(yè). 2011(05)
[4]蜜蜂抗菌肽Abaecin在枯草桿菌中的分泌表達(dá)[J]. 李麗,譙仕彥,祝發(fā)明,敖長金.  畜牧獸醫(yī)學(xué)報. 2009(11)

博士論文
[1]N-乙酰神經(jīng)氨酸特異性生物傳感器的構(gòu)建及生產(chǎn)菌株優(yōu)化[D]. 楊鵬.山東大學(xué) 2017

碩士論文
[1]基于轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)研究大腸桿菌K12碳降解物阻遏作用[D]. 李宗瑾.深圳大學(xué) 2017
[2]基于RNA-Seq技術(shù)的膠質(zhì)類芽孢桿菌KNP414轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究[D]. 董丹.浙江理工大學(xué) 2013



本文編號：2951314