利用代谢工程提高大肠杆菌辅酶Q10产量

摘要

辅酶Q10作为呼吸链的主要成分,在电子传递链上起着重要的作用,在医药、化妆品行业的应用越来越广泛.辅酶Q10的生物合成非常复杂,至少涉及14种酶催化的反应.本研究中,使用λred重组技术,将来自类球红细菌的十聚异戊二烯合成酶(RsddsA)置于T5替换大肠杆菌内源性的八聚异戊二烯合成酶(IspB),使大肠杆菌BW25113成为辅酶Q10生产菌株.将△IspB::T5-ddsA性状成功导入IPP和DMAPP强化的大肠杆菌菌株PG1(△pgi T5-dxs;T5-idi;T5-ispDF;ptsG::P119-glk;△galR;△lacI).进一步用P1转导将Q10合成途径的竞争途径—甲基萘醌合成途径关键的menB基因敲除,新菌株PG1MB其Q10产量达到1.75mg/g(干重).分别过表达来自类球红细菌的ddsA,crtE,ubiE,ubiA,ubiDX,ubiH,ubiB和ubiG基因，对Q10产量有正效果。通过对ddsA密码子优化，并将来自类球红细菌的ddsA和ubiE置于阿拉伯糖启动子下游，在中等拷贝质粒pXB1a中共表达，其Q10产量可达3.06mg/g(干重)。然而，将ddsA和ubiE与ubiA,ubiDX,ubiB和ubiG共表达，Q10产量却没有明显的提高。过表达来自醋酸杆菌的对羟基苯甲酸内排泵pcak基因，以及来自类球红细菌的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因metK，并且添加0.2% L-阿拉伯糖、2mM对羟基苯甲酸、5mM甲硫氨酸，大肠杆菌Q10产量可达3.3mg/g(干重)。