基于钝齿棒杆菌argGH启动子改造的L-瓜氨酸高效合成

Enhancement of L-Citrulline Production by Promoter Modification ofargGHinCorynebacerium crenatum

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2019.03.012

中文关键词: 钝齿棒杆菌 L-瓜氨酸 L-精氨酸 启动子 代谢工程

英文关键词: Corynebacterium crenatum,L-citrulline,L-arginine,promoter,metabolic engineering

基金项目:

作者

单位

张微微

江南大学 药学院江苏 无锡 214122

陈紫薇

江南大学 药学院江苏 无锡 214122

张晓娟

江南大学 药学院江苏 无锡 214122

窦文芳

江南大学 药学院江苏 无锡 214122

张晓梅

江南大学 药学院江苏 无锡 214122

耿燕

江南大学 药学院江苏 无锡 214122

许正宏

江南大学 药学院江苏 无锡 214122

江南大学 工业生物技术教育部重点实验室江苏 无锡 214122

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中文摘要:

L-瓜氨酸是尿素循环的重要中间体,在argGH编码酶的催化下易分解为L-精氨酸,在微生物体内难以大量积累。作者通过启动子替换手段,以弱启动子P-dapAB6替换调控argGH表达的启动子P-argG,构建了弱化L-瓜氨酸分解代谢途径的重组菌株Corynebacterium crenatumH-7-PdapAB6argGH。重组菌株的转录水平和酶活力结果显示,重组菌株分解途径中argGargH的基因表达水平下调,精胺琥珀酸合成酶ASS(argG编码)和精胺琥珀酸裂解酶ASL(argH编码)酶活分别降低91.80%和55.35%。摇瓶发酵结果表明,L-瓜氨酸的产量、糖酸转化率和生产强度分别为33.85 g/L、0.25 g/g和0.34 g/(L·h),较原始菌株分别提高了4.91、5.00和4.86倍。通过启动子替换策略,构建了L-瓜氨酸分解代谢途径弱化的工程菌株,初步实现了L-瓜氨酸的高效合成。

英文摘要:

L-citrulline isan importantintermediate metabolite inurea cycle. The enzymes encoded by geneargGHcatalyze thereaction of L-citrullineto L-arginineresults in difficulty of L-citrulline accumulation via microbial metabolism. In this study,promoter P-argG wasreplaced by a weak promoter P-dapAB6to down-regulateargGHexpression. The recombinant strain Corynebacterium crenatum H-7-PdapAB6argGHshowed lowerargGHexpression level,with ASS(argininosuccinate synthase,encoding byargG) and ASL(argininosuccinase,encoding byargH) activities reducing by 91.80% and 55.35%,respectively,compared with the parent strain. Via fermentation in shake flasks,the L-citrulline titer,yield and productivity ofCorynebacterium crenatumH-7-PdapAB6:argGH were 33.85 g/L,0.25 g/g and 0.34 g/(L·h),respectively,which were 4.91,5.00 and 4.86-fold of those obtained from the parentstrain. These results indicatedthat,by promoter engineeringapproach,the preliminary construction of L-citrulline biosynthesis pathway was achieved.

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