代谢工程改造嘌呤合成途径以提高核黄素产量

Metabolic engineering modifies purine synthesis pathway to increase riboflavin production

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摘要核黄素又名维生素B2,是人体必不可少的营养物质之一,而鸟苷三磷酸则是核黄素合成的重要前体.为在高产菌株的基础上进一步提高核黄素产量,该研究以高产核黄素的枯草芽孢杆菌S1为出发菌株,利用CRISPER/Cas9介导的基因组碱基编辑技术对嘌呤合成途径阻遏蛋白基因以及鸟嘌呤核苷酸(guanylate,GMP)还原酶基因进行失活,并利用质粒过表达的方法进行了一系列的代谢工程改造.结果显示,guaC基因的失活阻断了 GMP到肌苷酸的回补途径,使GMP得到积累,使核黄素产量达到3.04 g/L,而purR基因的失活没有效果;使用PvegI启动子过表达希瓦氏菌来源的ribA后,核黄素产量提高到3.33 g/L.将失活guaC基因与PvegI启动子过表达希瓦氏菌ribA结合,最终使核黄素产量达到3.43 g/L,较出发菌株核黄素产量提升22％,转化率提升25.8％.

作者 谷振宇 ^[1] 夏苗苗 ^[2] 苏媛 ^[3] 刘川 ^[4] 罗华军 ^[5] 张大伟 ^[4] 学术成果认领

作者单位 三峡大学生物与制药学院,湖北宜昌,443002;中国科学院天津工业生物技术研究所,天津,300308 ^[1] 中国科学院天津工业生物技术研究所,天津,300308 ^[2] 中国科学院天津工业生物技术研究所,天津,300308;天津科技大学生物工程学院,天津,300457 ^[3] 中国科学院天津工业生物技术研究所,天津,300308;中国科学院大学,北京,300192 ^[4] 三峡大学生物与制药学院,湖北宜昌,443002 ^[5]

关键词核黄素鸟苷三磷酸枯草芽孢杆菌碱基编辑器过表达代谢工程改造

栏目名称

研究报告

DOI 10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029360

发布时间 2022-06-24

基金项目

国家重点研发计划（2020YFA0907800）；天津市合成生物技术创新能力提升行动项目（TSBICIP-KJGG-004-03）；天津市合成生物技术创新能力提升行动项目（TSBICIP-CXRC-004）；天津市合成生物技术创新能力提升行动项目（TSBICIP-KJGG-011）