代谢工程构建谷氨酸棒杆菌合成5-氨基乙酰丙酸

非蛋白氨基酸5-氨基乙酰丙酸是合成四氢吡咯化合物的前体物，被广泛应用于医药、农业和畜牧业。为提升5-氨基乙酰丙酸合成效率，该研究以谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum ATCC13032为出发菌株，首先敲除L-谷氨酸输出蛋白编码基因NCgl1221阻断其分泌，菌株5-氨基乙酰丙酸产量达到0.62 g/L。然后利用脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)脚手架体系组装关键酶谷氨酰-tRNA还原酶和谷氨酸-1-半醛氨基转移酶，当二者比例为2∶1时最有利于5-氨基乙酰丙酸的合成，产量为0.84 g/L;为增强三羧酸(tricarboxylic acid, TCA)循环，分别通过过表达pyc、ppc和pckA强化回补途径，结合过表达gltA强化柠檬酸合成，结果表明以共表达pckA和gltA的效果最佳；在此基础上通过敲除aceA并过表达pntAB以增强α-酮戊二酸和NADPH供应，所获菌株ALA-10的5-氨基乙酰丙酸产量为1.47 g/L。该研究可为提升5-氨基乙酰丙酸的发酵合成效率提供参考。