代谢工程改造克雷伯氏菌联产1,3-丙二醇和1,2,4-丁三醇

发布时间：2023-04-05 15:33

　　1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PDO)和1,2,4-丁三醇(1,2,4-butanetriol,BT)均是应用广泛的高附加值化工产品。克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)在利用甘油和木糖共底物发酵产1,3-PDO过程中虽然可增加还原力和产量,但存在木糖利用低、底物成本高等问题,而甘油和木糖共底物发酵产1,3-PDO和BT不仅可有效解决上述问题,还可增加产值、降低发酵成本。本研究在K.pneumoniae中构建一条BT合成途径、代谢改造BT合成途径、减弱碳代谢物阻遏效应以提高重组K.pneumoniae联产1,3-PDO和BT能力。为实现1,3-PDO和BT的联产,在产1,3-PDO的K.pneumoniae ZG25中过表达来自新月柄杆菌的xdh、乳酸乳球菌的kivD、大肠杆菌的yjhG构建BT合成途径,发酵结果显示BT产量为1.8 g·L^-1。优化摇瓶水平下的培养条件和培养基,当诱导时间2 h、接种量1%、转速200 r·min^-1和加入10 g·L^-1碳酸钙控制pH,木糖...

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 1,3-丙二醇概况
        1.1.1 1,3-丙二醇的理化性质及工业应用
        1.1.2 1,3-丙二醇的化学合成方法
        1.1.3 1,3-丙二醇的生物合成方法
        1.1.4 还原力再生在合成1,3-丙二醇中的应用
    1.2 1,2,4-丁三醇概况
        1.2.1 1,2,4-丁三醇的理化性质及工业应用
        1.2.2 1,2,4-丁三醇的化学合成法
        1.2.3 1,2,4-丁三醇的生物合成法
    1.3 1,3-丙二醇的联产概况
        1.3.1 联产的概述
        1.3.2 1,3-丙二醇在生物合成法中的联产研究
    1.4 弱化碳代谢物阻遏效应在代谢工程中的应用
    1.5 本课题的研究意义和研究内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 主要研究内容
第二章 材料与方法
    2.1 材料
        2.1.1 菌株与质粒
        2.1.2 试剂与工具酶
        2.1.3 实验仪器
        2.1.4 培养基
    2.2 方法
        2.2.1 培养方法
        2.2.2 测定方法
        2.2.3 引物设计
        2.2.4 质粒提取和目的片段回收
        2.2.5 细菌基因组的提取
        2.2.6 目的片段的获取及菌落PCR验证
        2.2.7 质粒酶切及表达载体的构建
        2.2.8 CRISPR/Cas9敲除元件的构建
        2.2.9 大肠杆菌感受态细胞的制备
        2.2.10 大肠杆菌感受态细胞的化转
        2.2.11 克雷伯氏菌感受态细胞的制备
        2.2.12 克雷伯氏菌的电击转化
        2.2.13 克雷伯氏菌CRISPR/Cas9基因编辑技术
第三章 结果与讨论
    3.1 联产1,3-丙二醇和1,2,4-丁三醇工程菌的构建及发酵分析
        3.1.1 产1,3-丙二醇的克雷伯氏菌中1,2,4-丁三醇合成途径的构建
        3.1.2 培养优化强化工程菌合成1,2,4-丁三醇
        3.1.3 工程菌联产1,3-丙二醇和1,2,4-丁三醇发酵分析
    3.2 代谢改造强化产物合成
        3.2.1 弱化木糖分支代谢
        3.2.2 阻断或弱化副产物合成
        3.2.3 弱化碳代谢物阻遏效应
    3.3 多策略改造菌株及放大培养
        3.3.1 多策略改造菌株
        3.3.2 工程菌5L发酵罐发酵
主要结论与展望
    主要结论
    展望
致谢
参考文献
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3783666