代谢工程大肠杆菌高效利用甘油合成丁二酸

李卓亚; 王杰; 田康明; 董自星; 金鹏; 刘晓光; 王正祥

代谢工程大肠杆菌高效利用甘油合成丁二酸

李卓亚¹,
王杰¹,
田康明²,
董自星^1,2,,
金鹏²,
刘晓光²,
王正祥^1,2,

1. 天津科技大学生物工程学院与工业发酵微生物教育部重点实验室, 天津 300457;
2. 天津科技大学化工与材料学院生物化工系, 天津 300457

详细信息

作者简介:
李卓亚(1990-),男,硕士研究生,研究方向:工业微生物,E-mail:18722592657@163.com。

通讯作者:
董自星(1986-),男,博士,助理研究员,研究方向:应用微生物与酶工程,E-mail:dzx@tust.edu.cn

王正祥(1964-),男,博士,教授,研究方向:应用微生物与酶工程,E-mail:zxwang0519@tust.edu.cn。

计量
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出版历程
- 收稿日期: 2017-07-16
- 网络出版日期: 2020-11-23
- 刊出日期: 2018-02-28

High-efficiency production of succinic acid from glycerol by metabolically engineered Escherichia coli

1. Key Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology, Ministry of Education, College of Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China;
2. Department of Chemical Engineering, College of Chemical Engineering and Materials Science, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China

摘要

摘要: 为了构建高产丁二酸的重组大肠杆菌,以删除了乙酸激酶和磷酸乙酰转移酶基因(ackA-pta)、乳酸脱氢酶基因(ldhA)和丙酮酸甲酸裂解酶基因(pflB)的大肠杆菌CICIM B0013-025为出发菌株,将其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(ppc)基因的启动子替换为温度诱导的λ噬菌体启动子P_L-P_R,获得温度调控型的丁二酸合成菌株B0013-026。继而通过发酵条件优化,建立了两阶段发酵法:菌株的生长温度和诱导温度分别为37和42 ℃,以甘油为碳源并添加入5 g/L蛋白胨,发酵产酸阶段在微供氧(100 r/min)条件下进行。在5 L发酵罐中采用最优条件进行发酵,丁二酸的产量、生产强度和甘油转化率分别为62.5 g/L、1.04 g/(L·h)和64.2%,而且发酵液中仅有少量的α-酮戊二酸(3.0 g/L)和乙酸(1.8 g/L)等副产物积累,实现了以甘油为唯一碳源高效合成丁二酸,为其工业化生产提供了重要参考。
- 丁二酸 /
- 大肠杆菌 /
- 温敏型启动子 /
- 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 /
- 两阶段发酵法
Abstract: To construct a high-yield succinate producing strain,the recombinant strain Escherichia coli CICIM B0013-025 lacking genes ackA-pta,ldhA and pflB served as the starting strain.The promoter of phosphoenolpyruvate carboxylase in this bacterium was then replaced by the temperature-inducible promoter P_L and P_R of lambda phage,generating the thermoregulatory succinic acid-producing strain B0013-026.After optimization,a dual-phase fermentation process was established as follows:the temperature used for cell growth and induction was 37 ℃ and 42 ℃,respectively;succinic acid was produced under micro-aerobic condition,with glycerol and 5 g/L of tryptone as the sole carbon source and organic nitrogen,respectively.After cultured in a 5 L fermentor under optimal conditions,the succinate titer,overall productivity and conversion rate of glycerol reached 62.5 g/L,1.04 g/(L·h)and 64.2%,with only small amounts of α-ketoglutaric acid(3.0 g/L)and acetate(1.8 g/L)accumulated.Therefore,using glycerol as the sole carbon source,we achieved the efficient production of succinic acid,providing an important reference for its industrial production.
- succinic acid /
- Escherichia coli /
- temperature-sensitive promoter /
- phosphoenolpyruvate carboxylase /
- dual-phase fermentation

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参考文献(0)

施引文献(48)

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