同源过表达fnr、pncB和fdhF对克雷伯菌产氢代谢的影响

摘要

利用代谢工程手段改造克雷伯菌Klebsiella sp.HQ-3产氢途径中相关代谢调控因子及辅酶因子,以构建高效产氢工程菌.利用简并引物,以Klebsiella sp.总DNA为模板,克隆了甲酸-氢裂解酶系统的全局转录调控因子(FNR) fnr基因、编码甲酸脱氢酶(FDH-H) fdhF基因,以及NADH途径中编码烟酸转磷酸核糖激酶(NAPRTase)的pncB基因,构建了3种同源过表达重组菌株HQ-3-fnr、HQ-3-fdhF和HQ-3-pncB,以研究同源过表达产氢代谢调控因子及辅酶因子对克雷伯菌累积产氢、细胞生长、代谢终产物的影响.结果表明,过表达fnr、pncB和fdhF基因的克雷伯工程菌的产氢效率比携带空载体的克雷伯对照菌株分别提高12.26％、11.62％和7.28％；重组菌HQ-3-fnr、HQ-3-fdhF和HQ-3-pncB的葡萄糖利用率较克雷伯对照菌株HQ-3-C明显增加,过表达fnr、fdhF基因使代谢合成甲酸量增多；过表达pncB基因能促进NADH合成,使更多的NADH流入消耗NADH较多的乙醇与琥珀酸代谢路径,使得乙醇和琥珀酸含量增加,而乳酸含量降低.