4-羟基异亮氨酸无抗发酵的菌株构建和上罐条件优化

为了提高谷氨酸棒杆菌生产4-羟基异亮氨酸(4-hydroxyisoleucine, 4-HIL)的发酵水平和减少发酵过程中抗生素的使用，在菌株SN01中敲除丙氨酸消旋酶编码基因alr,向敲除菌中转入表达alr基因和ido基因的质粒pJYW4-ido进行回补，构建了菌株Δalr/p4-ido。试验表明该方法能够为细胞带来足够的筛选压力，发酵过程中无需使用抗生素就可以维持质粒存在和4-HIL合成。在alr敲除菌中转入质粒pJYW4-ido-lysC-ido3,构建出Δalr-ILI3无抗发酵菌株，并进行上罐发酵条件优化。首先接种不同生长时间的种子进行上罐发酵，结果表明生长时间为18 h的种子最适合生产4-HIL,发酵96 h后，生成242.18 mmol/L 4-HIL。其次进行溶氧水平的两阶段调整，发酵96 h生成269.20 mmol/L 4-HIL,较未优化前产量提高了11.2%。最后调整了补料方法，4-HIL的产量达到了324.72 mmol/L,较未优化前产量提高了34.1%。该方法为谷氨酸棒杆菌生产4-HIL的无抗发酵提供了思路，为实际生产中提高4-HIL的产量提供了参考。