大腸桿菌生產琥珀酸的輔因子代謝調控研究.pdf

1、氧化還原輔因子NADH能為諸多生物基產品更高效的合成提供驅動力，ATP是胞內維持細胞生長和活力的主要能量物質。本課題通過提高大腸桿菌胞內輔因子NADH、ATP的供給，以增強大腸桿菌合成琥珀酸的性能。通過擾動磷酸戊糖途徑（Pentose phosphate pathway，PP途徑），增強輔因子NADPH和NADH的轉化效率，過表達 ATP合成偶聯的關鍵酶基因，阻斷副產物合成途徑，琥珀酸得率從1.12 mol/mol葡萄糖提高到1.56

2、mol/mol葡萄糖，達到理論得率的91％。
　　PP途徑是細胞NADPH的主要來源，在大腸桿菌中NADPH可被轉氫酶SthA轉化為NADH，因此提高厭氧條件下PP途徑的通量，可為琥珀酸的合成提供還原力NADH。以大腸桿菌ZTK為出發(fā)菌，過表達谷氨酸棒桿菌解除變構抑制的突變酶基因zwf(243)-gnd(361)，琥珀酸的得率從1.12 mol/mol葡萄糖增加到1.26 mol/mol葡萄糖，提高12.5%。進一步過表達了PP途

3、徑的相關基因pgl、talB、tktA，琥珀酸的得率提高至1.3 mol/mol葡萄糖。增強PP途徑通量后，過表達sthA（編碼轉氫酶SthA）促進NADPH轉化為NADH。發(fā)酵結果顯示，sthA的過表達明顯提高琥珀酸的得率，達到1.44 mol/mol葡萄糖，但菌體生長速率和琥珀酸合成速率都不同程度的下降。
　　為改進厭氧條件下菌體生長和琥珀酸合成速率，琥珀酸合成菌 WSA140中表達產琥珀酸放線桿菌的pck基因（偶聯ATP生成