大肠杆菌MetJ的基因修饰对其蛋氨酸产量的影响

采用1-甲基-3-硝基-1-亚硝基胍基因突变法,得到大肠杆菌K-12的耐蛋氨酸类似物突变体。经过发酵测试,突变菌株获得1 020 mg/L的L-蛋氨酸产量。研究结果表明:L-蛋氨酸生物合成过程中的2个关键酶,即胱硫醚γ-合酶与胱硫醚β-裂解酶,在L-蛋氨酸发酵过程中未受到蛋氨酸的反馈阻遏。采用PCR方法对突变体的MetJ蛋白克隆并进行基因测序可知,野生型的第54位的丝氨酸基因被替换为天冬氨酰,使得反馈阻遏作用消除,从而有效提高L-蛋氨酸的发酵产量。

代谢工程改造蛋氨酸代谢途径构建高产L-蛋氨酸大肠杆菌

以Escherichia coli BL21(DE3)为出发菌株,敲除其蛋氨酸合成途径中关键酶的阻遏基因metJ,使菌株积累蛋氨酸达22 mg/L.在此基础上,利用紫外诱变筛选育出一株抗蛋氨酸结构类似物的蛋氨酸高产菌株YB12,使蛋氨酸产量提高到60 mg/L.通过过量表达蛋氨酸合成途径中的metA和cysE基因及编码蛋氨酸转运蛋白的yeaS基因,YB12菌株积累蛋氨酸量提高到251 mg/L.结果表明,蛋氨酸在胞外的积累受多个基因、多种代谢途径调控,单独敲除某个基因或改造某个途径不能使蛋氨酸大量合成和积累,对多个代谢途径共同改造是构建蛋氨酸工程菌的最有效方法.

大肠杆菌MetD运输系统缺失对蛋氨酸积累的影响

【目的】构建MetD运输系统缺失突变株,研究该运输系统功能缺失对Escherichia coli W3110蛋氨酸吸收和积累的影响。【方法】通过RT-qPCR比较MetJ阻遏调控解除菌株和野生株E.coli metNIQ表达量的变化,并分析蛋氨酸吸收速度的变化;利用Red同源重组系统分别敲除metNIQ基因簇、metN、metI和metQ,构建MetD运输功能缺失的突变株,研究蛋氨酸吸收速度的变化及对蛋氨酸积累的影响。【结果】MetJ阻遏调控解除后,metNIQ的表达量和蛋氨酸吸收速度显著增加。通过敲除E.coli W3110和Me05的metNIQ,MetD运输系统缺失导致蛋氨酸吸收速度下降。另外,分别敲除用于产蛋氨酸基座菌株Me06的metNIQ基因簇、metN、metI和metQ。生长曲线和摇瓶发酵结果表明,metI的敲除促进菌体的生长和蛋氨酸的合成,蛋氨酸的产量从0.39 g/L提高到0.45 g/L,提高了15.4%,蛋氨酸产率从0.14 g/g DCW提高到0.15 g/g DCW。【结论】E.coli MetD功能的缺失能够降低蛋氨酸的吸收速度,敲除metNIQ基因簇上的metI能够提高蛋氨酸产量。