关键基因的修饰对枯草芽孢杆菌尿苷合成的影响

发布时间：2017-11-29 08:31

  本文关键词：关键基因的修饰对枯草芽孢杆菌尿苷合成的影响

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【摘要】：【目的】探究磷酸核糖焦磷酸(PRPP)合成酶(prs)和氨甲酰磷酸合成酶(pyr AA/pyr AB)的点突变,以及异源5′-核苷酸酶(sdt1)的过表达,对枯草芽孢杆菌尿苷生物合成的影响。【方法】依据推断的变构位点,分别在prs基因和pyr AB基因编码序列中引入点突变;将点突变的prs基因在染色体xyl R位点整合表达,pyr AB基因则在染色体原位被修饰;sdt1基因在染色体sac B位点整合过表达。通过对重组菌摇瓶发酵液中尿苷、胞苷和尿嘧啶的分析,表征相关基因修饰对尿苷合成的影响。【结果】在PRPP合成酶中引入Asn120Ser、Leu135Ile和Glu52Gly或Val312Ala点突变,分别导致尿苷积累量提高67%和96%。进一步在氨甲酰磷酸合成酶中引入Ser948Phe、Thr977Ala和Lys993Ile点突变,导致尿苷积累量又增加了182%,达到6.97 g/L。在此基础上,过表达异源5′-核苷酸酶,导致尿苷产量增加17%,达到8.16 g/L。【结论】PRPP合成酶和氨甲酰磷酸合成酶的酶活或反馈抑制调节机制,是限制尿苷过量合成的重要因素。PRPP合成酶的Asn120Ser和Leu135Ile点突变,以及氨甲酰磷酸合成酶的Ser948Phe、Thr977Ala和Lys993Ile点突变,能够显著促进尿苷合成。PRPP合成酶附加的Glu52Gly或Val312Ala点突变,有利于尿苷合成。异源的嘧啶专一性5′-核苷酸酶的引入,也对尿苷的合成有明显的促进作用。
【作者单位】： 天津大学化工学院系统生物工程教育部重点实验室;天津科技大学生物工程学院代谢控制发酵技术国家地方联合工程实验室;
【基金】：国家“863计划”项目(2012AA02A701)~~
【分类号】：Q936;Q78
【正文快照】： 尿苷(Uridine)化学名为1-β-D-呋喃核糖苷尿嘧啶,作为合成某些抗病毒或抗肿瘤药物的原料,在制药工业中有一定的需求[1]。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)具有嘧啶核苷酸从头合成途径,以及以尿苷单磷酸(UMP)为前体物的尿苷生物合成途径[2](图1)。但野生型B.subtilis在一般培养

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