大肠杆菌生物合成中心代谢途径的改造及其对工程菌色氨酸产量的影响

摘要

目的 改造大肠杆菌色氨酸生物合成的中心代谢途径,以进一步提高色氨酸产量.方法 根据ppsA和tktA基因序列分别合成引物行PCR扩增,将PCR扩增所得PLacO1-tktA-T1片段和pZA31质粒连接,经筛选鉴定正确的pZA31-tktA重组质粒和PCR扩增所得PLacO1-ppsA-T1片段连接,构建pZA31-ppsA-tktA重组质粒,并进行测序鉴定.将鉴定正确的pZA31-ppsA-tktA和pZE12-arofbr-trpEDfor重组质粒共转化至E.coli MGl655ART-R,获得的重组菌株命名为E.coli MG1655△RT-R[pZA31-ppsA-tktA/pZE12-aroGfbr-trpEDfbr](工程茵);以pZEl2-aroGfbr-trpEDfbr重组质粒转化至E.coli MGl655ART-R得到的重组菌株E.coli MG1655△RT-R[pZE12-aroGfbr-trpEDfbr]作为对照菌株,加入异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,3 h后收集部分菌体行ppsA、tktA酶活性测定,其余发酵液继续培养4-5h后,监测调整培养基中葡萄糖浓度和pH值保持不变,48 h后检测色氨酸产量.结果 PCR扩增所得片段均与预期DNA表达片段大小一致;pZA31-ppsA-tktA重组质粒测序显示,克隆的tktA和ppsA基因序列与报告序列完全相同.工程菌ppsA和tktA酶活性(U)与对照菌株比较,分别提高了3和3.5倍(分别为0.25±0.04 vs.0.08±0.02,P<0.05:0.21±0.03 vs.0.06±0.02,P<0.05);色氨酸产量(g/L)与对照菌株比较,提高了13倍(1.10±0.05 vs.0.80±0.05,P<0.05).结论 成功改造了大肠杆菌色氨酸生物合成的中心代谢途径,进一步提高了色氨酸产量,为构建高产色氨酸基因工程菌打下了基础.