menA过表达菌株构建及两阶段pH控制促进VK2合成

摘要

为提高纳豆芽孢杆菌合成维生素K2的能力,构建了纳豆芽孢杆菌体内维生素K2合成途径中的关键酶—1,4-二羟基-2-萘甲酸-聚异戊二烯转移酶(MenA)—过表达菌株,并在5 L发酵罐水平考察了不同pH对该过表达菌株生长和维生素K2合成能力的影响。结果表明:menA基因的过量表达能使Bacillus subtilis natto维生素K2合成量提高51%。单一恒定的pH不能满足既能使菌株生长充分,又能最大化产物合成的条件。通过分析不同pH下发酵过程曲线和动力学参数,提出了两阶段pH控制策略:即在发酵前期0~40 h控制pH 7.0,发酵后期40~80 h控制pH 4.0,菌体生物量和维生素K2合成量分别达到了(11.46±0.67)g/L和(63.60±1.81)mg/L,是原始菌分批发酵pH自然状态下的1.5倍和2.6倍。