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谷氨酸棒杆菌利用木糖合成L-鸟氨酸的代谢工程改造研究

发布时间:2021-08-02 08:04
  L-鸟氨酸是一种碱性氨基酸,其对人体具有保肝、护肝、治疗肝脏疾病、抗癌和刺激人体生长激素分泌等作用。通常依靠微生物发酵的方式来进行L-鸟氨酸的产业链合成。其中,谷氨酸棒杆菌是被普遍用于生产各种氨基酸及其衍生物的发酵育种的优势菌种,同时也是用于合成L-鸟氨酸的主流菌种。然而利用微生物发酵法合成L-鸟氨酸需要消耗大量的底物葡萄糖,提取压力增加,并且在耕地面积不断减少,这个问题所造成的负面影响与日俱增。因此,探寻葡萄糖的可替代碳源成为眼下研究的热点。木质纤维素是来源广泛的可重复产生的自然资源之一,利用酸解或酶解的方法可将其转化为还原性糖,其中木糖与葡萄糖在所有还原糖中占据的比例最大。本文在已有重组谷氨酸棒杆菌SO26的基础上,借助代谢工程策略构建能同时利用葡萄糖和木糖进行发酵合成L-鸟氨酸的菌株。主要研究内容包括:(1)将来自于野油菜单胞菌的木糖异构酶及木酮糖激酶的xylAB编码基因克隆至穿梭表达载体pXMJ19中,导入重组谷氨酸棒杆菌SO26内,对IPTG的最佳添加时间与浓度进行优化。研究结果显示初始添加IPTG终浓度为0.5 mM时较其它条件所添加的浓度获得了最大的L-鸟氨酸产量,木糖消... 

【文章来源】:华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:83 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

谷氨酸棒杆菌利用木糖合成L-鸟氨酸的代谢工程改造研究


图1.?3谷氨酸棒杆菌合成L-鸟氨酸代谢途径示意图??ArgB:?N-乙酰谷氨酸激酶,ArgC:?N-乙酰基个谷氨酰磷酸还原酶,ArgD:?N-乙酰鸟氨酸氨基转移酶,??:-rJ:

木糖,酮糖,酮醇,异构


hyde??1,5-Diaminopentane?i?|?KSH??聱?(?==?)?目??Isopropanol?、:香?Arginine?f?\??o?s^〇?Putrescine?Ornithine?[?TCA?Cycle)?cps^〇??^?GABA?i4^%?Glutamate?^?l?J?^??錄?Ethanol?vC?^ccinaie?V一^7?參??C.?glutamicum??,歷醒證麗麗歷fflilM腿麗■歷腿if!?!醒繼歷费??图1.4谷氨酸棒杆菌中木糖的主要代谢通路[78]??Xl(XylA):木糖异构酶,XLK(XylB):木酮糖激酶,TKT:编码转酮醇酶,XR:木糖还原酶,??XLDH:木糖脱氢酶,XLS:木糖醇内酯酶,XDY:木糖酸盐脱水酶,KDY:2-酮-3-脱氧-D-木糖酸脱水??酶,KSH:?a-酮戊二酸半醛脱氢酶,ALD:醛缩酶,AraE:戊糖转运子,XylE:木糖转运蛋白??Fig.?1.4?Schematic?diagram?of?the?main?use?of?xylose?in?C.?glutamicum??XI(XylA):?Xylose?isomerase,?XLK(XylB):?Xylulose?kinase,?TKT:?Transketolase,?XR:?Xylose??reductase,?XLDH:?Xylose?dehydrogenase,?XLS:?Xylitol?lactone,?XDY:?Xylate?dehydratase,?KDY:??2-keto-3-deoxy-D-Xylate?dehydratase,?KSH:?a-Ke

示意图,基因,甲酰,蔗糖


??d〇ysn-argF?|?mcherry?up-ar^F?—|?|??? ̄■|?kana?\ ̄|?sacB?[-]?up-argF?[?down-q^FI?II???丨?uP,g尸?I?ar?^?y?\?d〇wn^£?11?''Vl.??I ̄?6own-argF?mcherry?up ̄argF??11??第二次间源交换过程?|??I?|??up-argf?|?mcherry?|?down-gry^;?I?I??成功K入苗株?m?丨叩啊f?ii??未成功敲入菌株??图2.2?pK18脚/jayicB介导替换敲除示意图??基因:编码蔗糖果聚酶,基因:编码卡那霉素,argF基因:编码N-鸟氨酸氨基甲酰基转移??酶??Fig.2.2?Schematic?diagram?of?pK\SmobsacB-med\ated?homologous?recombination??exchange?knock-out??sacB?gene:?encoding?sucrose?candy?polymerase,?kana?gene:?encoding?kanainycin,?argFgene:?encoding??N-ornithine?carbamoyl?transferase??

【参考文献】:
期刊论文
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博士论文
[1]高温发酵木质纤维素生产乙醇和乳酸[D]. 楚德强.华东理工大学 2012

硕士论文
[1]基于启动序列替换提高L-鸟氨酸产量的研究[D]. 任立泉.华东理工大学 2019
[2]木糖异构酶基因xylA在谷氨酸棒杆菌中的克隆与表达研究[D]. 叶菁.华中科技大学 2013



本文编号:3317207

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