产肌醇毕赤酵母细胞工厂的优化

文献类型： 中文期刊

第一作者： 朱宏宇

作者： 朱宏宇;王晓璐;刘亚君;涂涛;柏映国;张杰

作者机构： 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所;中国科学院青岛生物能源与过程研究所

关键词： 肌醇;毕赤酵母;细胞工厂;代谢工程;高密度发酵

期刊名称： 微生物学通报

ISSN： 0253-2654

年卷期： 2023 年 50 卷 009 期

页码： 3731-3746

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [背景]肌醇是一种 B 族维生素,广泛应用于食品、医药、饲料等领域.微生物发酵法是最具前景的肌醇生产方法,但使用大肠杆菌生产的肌醇在食品及医药领域中的使用受到限制.毕赤酵母作为生物安全菌株是工业上生产异源蛋白的良好宿主,其本身含有天然的肌醇合成途径,具有被改造成为高效生产肌醇细胞工厂的潜力.[目的]通过代谢工程改造毕赤酵母工程菌株,降低副产物的生成并提高肌醇的产量.[方法]以实验室前期构建的产肌醇毕赤酵母工程菌株为出发菌株,确定副产物阿拉伯糖醇、核糖醇和甘露糖合成相关基因.通过关键基因敲除、发酵液中葡萄糖浓度控制降低副产物的产量.通过过表达甘油转运蛋白、甘油激酶和甘油-3-磷酸脱氢酶基因实现产肌醇毕赤酵母对甘油和葡萄糖的共利用,得到重组菌 Z10.经过发酵条件优化,进一步提高Z10 的肌醇产量.[结果]在最优条件下,重组菌Z10 的肌醇产量达到 36.7 g/L,是目前酵母类细胞工厂生产肌醇的最高值,副产物总产量与出发菌株相比降低了 63.1%.[结论]在毕赤酵母中建立了降低阿拉伯糖醇、核糖醇和甘露糖合成的有效策略,并通过甘油、葡萄糖共利用及相对应的发酵条件优化提高了肌醇产量,为肌醇及其他高价值生物活性物质在毕赤酵母中的高效生产提供了重要参考.

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