核黄素基因工程研究进展

《核黄素基因工程研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com中国生物工程杂志第24卷第12期CHINAB10TECHN0L0GY2004年12月核黄素基因工程研究进展张会图姚斌范云六(1中国农业科学院饲料研究所2中国农业科学院生物技术研究所北京100081)摘要核黄素(维生素B2)为天然水溶性的B族维生素，是维持机体正常代谢所必须的物质．具有重要的生理功能。目前核黄素的生产方法主要有化学合成法和微生物发酵法。其中微生物发酵法是后来发展起来的一种十分经济有效的方法，并在核黄素主产中开始占据主导地位。为进一步获得核黄素高产菌株，人们对核黄素合成基因及其表达调控的机制做

2、了深入细致的研究．并以此为依据，通过基因工程手段构建出了核黄素高产菌株，大大提高了核黄素的产量，其中尤以枯草芽孢杆菌最为成功。综述发酵法生产核黄素的现状、核黄素生物合成的分子生物学以及基因工程研究进展，讨论了其进一步的发展方向。关键词核黄素基因工程发酵枯草芽孢杆菌核黄素(riboflavin)又名维生素B2，化学名称为黄素生产方法。能够产生核黄素的菌种很多，细菌6，7-二甲基．9．(1．D．ribity1)．异咯嗪，其分子式为方面有枯草杆菌(Bacillussubtilis)，棒状杆菌，节杆c，H20N40，相对分子质量为376。核黄素是维持菌，乙酸丁

3、梭状杆菌，不动杆菌等。真菌方面有棉机体正常代谢所必需的营养物质，是机体内许多酶病囊霉(Ashbyagossypii)，季也蒙假酵母(Candida系统的重要辅基——黄素腺嘌呤二核甘酸(FAD)guiliermondi)，阿舒假囊酵母(Eremotherecium与黄素单核甘酸(FMN)的组成成分，参与机体的能ashb~i)．酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)及假丝量代谢和各种物质代谢。如果机体缺乏核黄素就酵母属(Candidafa,~ta)等。但是真正有商业价值会影响生物体正常的氧化作用，引起物质代谢紊的菌种却很少(陆海鹏．应用

4、原生质体融合技术选乱，出现一系列的病症，严重的将会导致死亡。育核黄素高产菌株．浙江工业大学硕士学位论文，在人与动物体内除肠道细菌能合成少量核黄素外，2002，6．1)。人和高等动物本身不能合成，需从食物中摄取，因最初利用生物发酵法进行核黄素商业化生产此机体需要经常补充核黄素，使核黄素的日摄入量的是一株梭状芽孢杆菌(Clostridiumacetobutylicum)，不低于某一数值。由于当时发酵技术及菌种选育技术非常落后，因此核黄素产量很低。到了1940年该方法虽得到进一1核黄素的工业化生产步的改进，但核黄素产量仍不理想。1965年有三家目前核黄素的生

5、产方法主要有两种：一种为化公司(CommercialSolvent，GrainProcessingCorpo-学合成法，另一种微生物发酵法。由于化学合成法ration，PremierMaltProducts)开始利用微生物发酵法反应步骤多、工艺长、回收率低、成本高(要用到较对核黄素进行大规模商业化生产。但好景不长，三贵的起始反应物D．核糖)耗能大，因此远不能满足年后三家公司都相继停产，其原因是核黄素的量太工业需求，正逐渐被微生物合成法所取代。低，根本无法与化学合成法竞争。微生物发酵法所利用的是可再生能源，废物排1974年微生物发酵法重新被Merck公司

6、所采放量少，生产成本低，是目前国际上倍受推崇的核用。他们利用棉病囊霉作为生产菌株，从中摸索出了许多发酵技术，并通过诱变育种技术获得了一些核黄素高产菌株。从此微生物发酵法获得了长足收稿日期：2OO4—07—21修回日期：2004—09—21*通讯作者，电子信箱：yaobin@public3．bta．net．cn的发展。当时常用的两个核黄素高产菌株为A．gossypii和E．ashbyii。由于E．ashbyii的遗传稳维普资讯http://www.cqvip.com第l2期张会图等：核黄素基因工程研究进展33定性差，后来人们更倾向于利用A．gossypi

7、i作为工位上有两个甲基，9位N上连着一个核糖醇。关于业生产用菌株。在随后的一段时期内国际上一些核黄素的生物合成过程，不同种类的生物中并不完知名公司也开始采用微生物发酵法进行核黄素的全相同。目前对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌以及一些生产。1990德国的BASF公司尝试使用A．gossypii酵母中的核黄素合成途径了解得比较清楚。在枯作为生产菌株进行核黄素的商业化生产。经过6草芽孢杆菌中核黄素的合成从GTP开始共包括6年的发展，他们最终用微生物发酵法完全取代了化个反应。如图1所示：学合成法。与此同时美国的Coors也开发出了一株2．2核黄素合成过程中所涉及的酶以

8、及编码这些核黄索高产C．撇￡o菌株，据称其核黄素产量可酶的基因达20L。后来该菌株被美国的AD