生物法合成乙醛酸和體外酶法合成乙醇酸的研究.pdf

1、乙醛酸是醛酸家族中分子量最小的物質(zhì)，具有一系列化學(xué)反應(yīng)特性，被廣泛用于人造香料、藥品制造和農(nóng)藥制造等領(lǐng)域。目前，乙醛酸主要由化學(xué)法合成，本論文對其生物法合成進行了研究。
　　利用Red基因重組敲除法，把大腸桿菌中乙醛酸代謝相關(guān)的基因敲除，包括編碼蘋果酸合酶的glcB和aceB基因、編碼乙醛酸還原酶的ycdW基因和編碼羥基丙二酸半醛合酶的gcl基因。基因敲除后，將木糖合成乙醇酸的代詡途徑引入細(xì)胞內(nèi)，發(fā)現(xiàn)隨著基因敲除的增多，細(xì)胞生長受

2、到的影響變大，細(xì)胞生長變得緩慢，而木糖的消耗也減緩。敲除glcB、aceB和gcl基因的Xg4GA菌株培養(yǎng)48h后，5g/L的木糖消耗殆盡，乙醇酸積累到1.58g/L，乙醛酸產(chǎn)量達(dá)0.13g/L。
　　在此基礎(chǔ)上，在Xg4GA菌株中過表達(dá)乙醇酸氧化酶基因簇glcDEF，增強細(xì)菌的乙醇酸氧化能力，使得乙醛酸的產(chǎn)量提高至0.56g/L，但是細(xì)菌的生長變差。由于乙醇酸氧化酶是一種過氧化物黃素蛋白，乙醇酸氧化過程中產(chǎn)生H2O2，積累的H2

3、O2無法及時被大腸桿菌自身的過氧化氫酶消耗，抑制菌體的生長，使得生物量下降。
　　進一步過表達(dá)過氧化物酶基因katE，加快細(xì)胞內(nèi)H2O2的分解，減輕其對細(xì)胞的毒性和乙醇酸氧化酶的抑制?；騥atE的過表達(dá)使得H2O2的濃度降低，細(xì)菌的生物量提高，乙醛酸的產(chǎn)量提高了36.15％，達(dá)到0.74g/L，為目前生物發(fā)酵法的最高產(chǎn)量。
　　由于乙醛酸具有毒性，濃度過高會影響細(xì)胞的生長，進一步研究了無細(xì)胞體系的體外酶法合成乙醛酸，目前已