基于丙酮丁醇梭菌基因改造的丁醇联产乙偶姻的研究

摘要

生物丁醇是一种重要的化工原料和极具潜力的新型燃料,然而目前生物法制造丁醇与石化方法相比,并无显著经济竞争力.为提高丁醇发酵的经济效益,本文基于丙酮丁醇梭菌中乙偶姻和丙酮生成的竞争性关系,采用基因工程手段将传统丁醇发酵中的廉价副产物替换为高值化学品乙偶姻.研究表明,乙酰乳酸脱羧酶基因alsD是丙酮丁醇梭菌中乙偶姻合成的关键基因,强化表达alsD基因大幅提高了丙酮丁醇梭菌的乙偶姻产量而降低了丙酮产量.失活乙酰乙酸脱羧酶基因adc彻底消除了丙酮的产生而进一步提高了乙偶姻得率.对发酵条件进行优化后,所得基因重组菌株最终产生丁醇(13.8 g/L)、乙偶姻(4.3 g/L)、乙醇(3.9 g/L),而无丙酮.最终实现了乙偶姻完全取代丙酮与丁醇联产的目的,丁醇发酵的总产品得率以及产品价格均得以提升,为提高生物丁醇的经济效益提供了重要思路,也为后续丁醇联产2,3-丁二醇的研究奠定了基础.