通过代谢工程改造的Corynebacterium glutamicum有效发酵生产d-Alanine和其他d-氨基酸
Siyu Tian1, Guihong Zhao1, Gengcheng Lv1
1College of Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology, No. 29, 13th Avenue, TEDA, Tianjin 300457, China.
现在可以直接发酵葡萄糖以产生d-氨基酸 (d-AAs). 谷氨酸菌 (Corynebacterium glutamicum) 是为了高产量的d-alanine生产而设计的,为可持续的d-AA制造铺平了道路.
科学领域:
- 微生物生物技术 微生物生物技术
- 代谢工程是代谢工程.
- 工业微生物学 工业微生物学
背景情况:
- d-氨基酸 (d-AAs) 在制药,食品和化品中具有宝贵的工业应用.
- 目前的d-AA生产依赖于化学合成或酶催化,面临着从葡萄糖直接发酵的挑战.
- 科里尼细菌 (Corynebacterium glutamicum) 对d-alanine具有很高的耐受性,这是发酵发展的关键特征.
研究的目的:
- 开发一种高效的直接发酵系统,使用Corynebacterium glutamicum从葡萄糖中生产d-alanine (d-Ala).
- 通过系统代谢工程策略来提高d-Ala标位和产量.
- 为d-AA合成建立一个可扩展的发酵平台.
主要方法:
- 在C. glutamicum菌株中优化mesodiaminopilmelate脱酶和删除l-Ala生物合成途径.
- 系统代谢工程加强葡萄糖同化,酸盐供应,并减少副产品的形成.
- 引入l-氨基酸脱氨酶以减轻发酵期间l-Ala的积累.
主要成果:
- 一个工程菌株,DA-11,实现了85g/L的d-Ala标位,产量为0.30g/g葡萄糖.
- 获得了高光学纯度 (>99%) 的d-Ala.
- 发酵平台显示出生产其他d-AAs的潜力,例如d-Val和d-Glu.
结论:
- 工程设计的Corynebacterium glutamicum提供了一个有效的平台,可以从葡萄糖中直接发酵d-Ala.
- 系统代谢工程显著改善了d-Ala生产指标.
- 开发的发酵策略可适应各种d-氨基酸的可持续生产.
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