纳豆芽孢杆菌men基因过表达菌株的构建及提高溶氧强化MK-7合成

摘要

近年来,维生素K2更多的生理功能被发现,除了促进凝血之外,还能预防骨质疏松症和心血管疾病,有望治疗肿瘤和帕金森症.纳豆芽孢杆菌是被美国食品药品管理局认证的一种益生菌,可以用来生物制备维生素K2,其主要的产物形式为人体内半衰期较长、生物利用度较高的MK-7,在规模化生物制备维生素K2中的应用潜力较大.本研究优化枯草芽孢杆菌的Sipizizen转化法,使其适用于纳豆芽孢杆菌的分子转化;构建甲萘醌合成途径所涉及的全部8个men基因的过表达载体,并考察其转化纳豆芽孢杆菌之后发酵MK-7的性能变化;筛选出对MK-7合成影响较大的3个酶,分别为异戊烯基转移酶(MenA)、1,4-二羟基-2-萘甲酰辅酶A合酶(MenB)和去甲基萘醌甲基转移酶(MenG).通过对menA、menB和menG组合过表达筛选出一株MK-7产率较高的改造菌株(BN-pABG).在5L发酵罐中,通过供氧调控进一步优化其合成MK-7的生理过程,改造菌株的终产量为62.21 mg/L,较出发菌提高了1.26倍.这些结果表明menA、menB和menG组合过表达后对纳豆芽孢杆菌合成MK-7具有较强的促进作用,同时供氧条件的优化也对MK-7的合成有提升效果.(图6表6参21)