代謝工程方法改造大腸桿菌生產(chǎn)聚3-羥基丁酸酯.pdf

1、聚3-羥基丁酸酯（PHB）具有生物可降解性和生物相容性等性能，在醫(yī)藥、食品和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文研究考查了有氧呼吸鏈對于PHB積累的影響，構(gòu)建了一系列生產(chǎn)PHB的菌株；通過引入編碼Bacillus subtilis的木糖異構(gòu)酶基因xylA、木酮糖激酶基因xylB和木糖運輸?shù)鞍谆騛raE，使工程菌株能夠同時利用葡萄糖和木糖代謝合成PHB；通過引入木聚糖水解質(zhì)粒，使工程菌株能夠利用木聚糖進行代謝合成PHB，并進一步考察了過表

2、達轉(zhuǎn)醛酶基因talA對利用木聚糖積累PHB的影響。得到的主要結(jié)果如下：
　　首先，考查了有氧呼吸鏈對于PHB積累的影響。采用單基因敲除和組合敲除的策略，敲除Escherichia coliJM109有氧呼吸鏈中低效率的呼吸鏈，包括編碼細胞色素bd-I氧化酶、細胞色素bd-Ⅰ氧化酶和NDH-Ⅱ脫氫酶的三個基因，分別為cydB、appB和ndh。其中表現(xiàn)優(yōu)異的三株菌LJ02（ΔappB）、LJ03（Δndh）和LJ23（ΔappBΔn

3、dh）利用20 g/L的葡萄糖分別積累了4.53 g/L、6.16 g/L和4.61 g/L PHB，利用20 g/L的木糖分別積累了2.78 g/L、3.50 g/L和1.82 g/LPHB。其中LJ03利用葡萄糖合成PHB的得率為0.32 g(g glucose)-1，是理論得率的66.67％。接著對LJ03進行5-L發(fā)酵罐的實驗，發(fā)酵28 h，積累了28.23 g/L PHB，得率達到了0.25g(gglucose)-1。說明敲除

4、低效率的呼吸鏈細胞色素bd-I氧化酶和NDH-II脫氫酶對于PHB的積累是有利的。
　　之后通過異源引入編碼Bacillus subtilis的木糖異構(gòu)酶基因 xylA、木酮糖激酶基因 xylB和木糖運輸?shù)鞍谆騛raE，在10 g/L葡萄糖和5 g/L木糖的培養(yǎng)基中，LJ02、LJ03和LJ23能夠同時利用葡萄糖和木糖，并且分別積累了3.87 g/L、4.1g/L和4.15g/L PHB。說明解除了E. coli葡萄糖阻遏效應(yīng)。

5、
　　最后通過引入木聚糖水解質(zhì)粒，LJ02、LJ03和LJ23利用5 g/L木聚糖和10 g/L木糖，分別積累了2.08g/L、2.02g/L和2.29 g/LPHB。為了提高木糖代謝速率，本研究過表達了轉(zhuǎn)醛酶基因talA，發(fā)現(xiàn)過表達talA基因?qū)J02和LJ23利用木糖積累PHB是有利的，對LJ03利用木糖積累PHB反而有不利影響。但是過表達talA基因?qū)J02、LJ03和LJ23利用木聚糖積累PHB沒有提升作用，反而會在一