基于时间序列转录组筛选谷氨酸棒杆菌内源高效组成型启动子

摘要

启动子是重要的转录调控元件,广泛用于工业菌株的代谢工程改造.谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum是重要的氨基酸生产菌株,但已报道的组成型强启动子较少.对谷氨酸高产菌Corynebacterium glutamicum SL4发酵过程的10个时间点样品进行转录组测序,筛选在发酵过程中稳定转录并且转录水平最高的10个基因;分别克隆其启动子序列至红色荧光蛋白(RFP)报告系统,通过荧光强度表征启动子在SL4菌株中的强度,再在野生型C.glutamicum ATCC 13869和ATCC 13032中验证部分启动子的通用性;并采用LacZ蛋白进一步评价强启动子的表达效果.结果显示,成功筛选到3个可以通用的组成型启动子PcysK、PgapA和PfumC.其中PcsK的表达强度最高,与诱导型强启动子Ptac对比,在SL4和13869菌株中均达到其2倍(RFP)和4倍(LacZ)以上;在ATCC 13032菌株中,PcysK的表达强度为Ptac的0.3-0.4倍.PcysK首次被报道为强启动子,可用于谷氨酸棒杆菌强化合成途径的代谢工程改造.