基于模块化优化策略强化大肠杆菌合成血红素

Enhancement of Heme Synthesis Pathway inEscherichia colivia a Modular Optimization Strategy

DOI：10.3969/j.issn.1673-1689.2019.06.012

中文关键词: 血红素 5-氨基乙酰丙酸 模块化组合 代谢流量

英文关键词: heme,5-aminolevulinic acid,modular combination,metabolic fluxes

基金项目:

摘要点击次数: 14

全文下载次数: 53

中文摘要:

血红素是一种参与生物体内的氧分子传递的含铁辅基，也是一种良好的补血剂。目前有关血红素合成途径的研究较少，其调控机理尚不清楚。采用模块化组装策略，将ALA合成关键基因hemA、hemL分为第一模块，用高拷贝质粒pUC19过量表达；将血红素合成途径的7个基因分成第二、第三模块，其中，基因hemB、hemC、hemD和hemE为第二模块；基因hemF、hemG和hemH为第三模块，利用拷贝数不同的质粒pRSFDuet-2、pCDFDuet-2和pACYCDuet-2调控第二、第三模块中各基因的表达水平，对这2个模块进行组合表达。其中重组菌株Escherichia coli-D6在摇瓶发酵48 h时血红素产量最高，达到0.56 μmol/（L·OD）；在3 L发酵罐中进行分批培养，发酵48 h时血红素产量达到0.954 μmol/（L·OD）。

英文摘要:

Heme，an iron containing prothetic group for oxygen transfer in the body，is a good kind of blood tonic. At present，only few studies on heme biosynthesis have been reported. The regulatory mechanism of heme biosynthesis is still unclear. In the present study，by applying the modular combination strategy，the committed geneshemAandhemLas the first module was overexpressed by the high copy number plasmid pUC19. In parallel，the downstream heme biosynthesis pathway genes were divided into the second（hemB，hemC，hemDandhemE） and third（hemF，hemG，andhemH） modules，and were combinatorially expressed by the plasmids pRSFDuet-2，pCDFDuet-2 and pACYCDuet-2. In comparison，the recombinant strainE. coliD6 achieved the highest heme titer（0.56 μmol/（L·OD）） at 48 h in shake flask cultures. By applying a batch fermentation strategy，the heme production was increased to 0.954 μmol/（L·OD） at 48 h in 3 L fermenter.

查看全文 查看/发表评论 下载PDF阅读器