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代谢工程改造大肠杆菌发酵生产β-烟酰胺单核苷酸
来源:导入 阅读量: 128 发表时间: 2024-02-20
作者: 安俊侠, 王倩倩, 王昭颖, 刘欢, 徐庆阳, 范晓光
关键词: β-烟酰胺单核苷酸;大肠杆菌;烟酰胺磷酸核糖转移酶;代谢改造;发酵
摘要:

为实现大肠杆菌高效生产β-烟酰胺单核苷酸(β-nicotinamide mononucleotide,β-NMN),设计模块化代谢改造策略。首先,对烟酰胺(nicotinamide,NAM)和β-NMN支路代谢涉及的8 个酶进行失活,减少底盘细胞对前体和产物的额外消耗。其次,通过引入NAM输入蛋白(BcNiaP)、β-NMN输出蛋白(BmPnuC)、5-磷酸核糖-1-焦磷酸合成酶(5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate synthetase,Prs)和烟酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosyl transferase,Nampt),敲除调节蛋白PurR,工程菌N12’摇瓶发酵可积累0.34 g/L的β-NMN;此后,比对筛选发现Comamonadaceae bacterium来源的Nampt活性较高且对底盘细胞负担较小;通过进一步强化BmPnuC和Prs的表达水平,工程菌N18摇瓶发酵β-NMN产量提高至1.36 g/L。最后,利用发酵罐分批补料发酵38 h,β-NMN产量达到10.2 g/L,NAM到β-NMN的摩尔转化率为74.5%。研究构建的β-NMN发酵菌株具有遗传背景清晰、无营养缺陷、无需诱导等优势,工业前景良好。

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