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江南大学成功研发高产β-丙氨酸技术

发布日期:2024-05-21  来源:中国食品报   张伟国
资料来源 中国食品报

【中国食品报5月20日】江南大学研究人员日前表示,以谷氨酸棒杆菌为底盘生产β-丙氨酸获得成功。

β-丙氨酸是唯一天然存在的β-型氨基酸,在食品、制药和化工领域中具有重要应用。用于β-丙氨酸生产的微生物发酵主要以大肠杆菌为底盘进行代谢工程。

研究人员选择谷氨酸棒杆菌赖氨酸生产菌株为出发菌株,过表达来自枯草芽孢杆菌的天冬氨酸-α-脱羧酶,并阻断竞争途径构建了另一菌株qba1菌株,其β-丙氨酸产量达56.5克/升。但存在前体供应不足和l-赖氨酸副产物生产不稳定的问题。

为进一步促进β-丙氨酸的合成,研究人员通过构建启动子突变文库,筛选较强启动子替换编码丙酮酸羧化酶的原始启动子,以增强草酰乙酸合成途径,进一步增加草酰乙酸的胞内供应。然后敲除编码丙酮酸氧化酶的基因,积累丙酮酸,进一步促进β-丙氨酸合成。然后通过预测核糖体结合位点序列,弱化天冬氨酸激酶编码基因的表达,从而减少赖氨酸副产物的合成。最后,通过使用强启动子过表达天冬氨酸-α-脱羧酶、天冬氨酸氨裂解酶和天冬氨酸氨基转移酶来增加β-丙氨酸合成途径中的碳通量。

该研究最终得到的qba9菌株在5升发酵罐中通过补料分批培养,能以每小时0.98克/升的生产强度生产70.8克/升的β-丙氨酸。

本文来源:中国食品报

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阅读() (编辑:于乐)

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