过量表达bacillus subtilis磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶对大肠杆菌产琥珀酸的影响

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1、于丽等:过量表达Bacillussubtilis磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶对大肠杆菌产琥珀酸的影响331过量表达Bacillussubtilis磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶对大肠杆菌产琥珀酸的影响于丽姜岷*马江锋岳方方刘树文(南京工业大学生物与制药工程学院材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009)摘要:在大肠杆菌厌氧混合酸发酵途径中,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PPC)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(PCK)皆可催化由磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)到草酰乙酸(OAA)的反应。鉴于经由PCK催化的反应伴有ATP的生成,理论上更有利于菌体生长和

2、产酸,本研究以大肠杆菌W3110(△pfl,△ldh)为出发菌株,利用λ-Red同源重组系统构建了其ppc缺陷菌株并在此基础上过量表达了Bacillussubtilispck基因。初步的厌氧发酵实验表明:过量表达pck可在一定程度上恢复初始菌株厌氧代谢葡萄糖的能力。其中又以ppc缺陷株更为明显,其耗糖能力和产酸能力分别为对照菌株的4.2和15.3倍。关键词:磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶,大肠杆菌,琥珀酸EffectofOverexpressionofBacillussubtilisPhosphoenolpyr

3、uvateCarboxykinaseonSuccinateProductioninEscherichiacoliYULiJIANGMin*MAJiang-FengYUEFang-FangLIUShu-Wen(StateKeyLaboratoryofMaterials-OrientedChemicalEngineering,CollegeofBiotechnologyandPharmaceuticalEngineering,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing,Jiangsu210009,Ch

4、ina)Abstract:Bothofthephosphoenolpyruvatecarboxylase(PPC)andphosphoenolpyruvatecarboxykinase(PCK)couldcatalyzethereactionfromphosphoenolpyruvate(PEP)tooxaloaceticacid(OAA)inthepathwaysofanaerobicmixedacidfermentationforE.coli.Inaddition,thereactioncatalyzedbyPCKgener

5、atesATP,whichismorebeneficialtothegrowthofthestrainandthesuccinicacidproductiontheoretically.Inthisstudy,weconstructedappcdefectivestrainusingλ-RedhomologousrecombinationsystemwiththeE.coliW3110(△pfl,△ldh)astheparentstrain.Basedonthat,Bacillussubtilispckwasoverexpres

6、sed.Thepreliminaryanaerobicfermentationexperimentsshowedthatbothstrainspartiallyrecoveredtheabilitytoconsumeglucosethroughtheoverexpressionofpck.Besides,theppcdefectivestrainhttp://journals.im.ac.cn/wswxtbcn于丽等:过量表达Bacillussubtilis磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶对大肠杆菌产琥珀酸的影响331showedthe

7、mostexcellentperformance,therateofglucoseconsumptionandsuccinateproductionwere4.2and15.3foldsasmuchasthoseoftheparentstrain,respectively.Keywords:Phosphoenolpyruvatecarboxykinase,Phosphoenolpyruvatecarboxylase,E.coli,Succinicacidhttp://journals.im.ac.cn/wswxtbcn于丽等:过

8、量表达Bacillussubtilis磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶对大肠杆菌产琥珀酸的影响331琥珀酸(又称丁二酸),被广泛应用于医药、农药、染料、香料、油漆、食品和塑料等行业,同时,作为优秀的C4平台化合物,可用于合成1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯等有机化学

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