增强磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性对谷氨酸棒状杆菌积累α-酮戊二酸的影响

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶是谷氨酸棒杆菌中催化合成TCA循环中重要代谢物草酰乙酸的关键酶,本文以谷氨酸棒状杆菌GDK-10为出发菌株,通过同源重组技术对磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶编码基因pepc进行以下改造:将GDK-10的Ppepc启动子替换为强启动子Ptuf,获得菌株GDK-11;构建pepc双拷贝菌株GDK-12;对GDK-10基因组pepc进行定点突变(N917G),获得菌株GDK-13。实时荧光定量PCR检测表明,菌株GDK-11和GDK-12的pepc表达量是GDK-10的47.05倍和2.03倍。发酵结果表明,菌株GDK-11和GDK-12的产酸量相对于出发菌株分别下降45.50%和13.90%,但GDK-12的单位菌体产量较GDK-10提高38.59%。菌株GDK-13产酸量无明显变化,但其单位菌体产量和糖酸转化率分别提高21.14%和8.97%。可见,适量过量表达pepc和将GDK-10基因组pepc替换为解除天冬氨酸反馈抑制的pepc(N917G)均可提高α-KG的单位菌体产量且后者可显著提高糖酸转化率。本研究结果可对α-KG的基因工程改造奠定基础。