重组大肠杆菌全细胞催化合成β-烟酰胺单核苷酸

β-烟酰胺单核苷酸(NMN)是一种天然存在的维生素B族活性衍生物,具有改善哺乳动物生育能力和肠道功能的作用。以大肠杆菌BW25113为表达宿主,根据NCBI数据库中烟酰胺核糖激酶(NRK)的蛋白序列,同源比对分析合成不同来源的Nrk基因,筛选获得1株高效转化烟酰胺核糖(NR)合成NMN的重组菌株NRK-Gs/BW,在含有50 mmol·L^(-1)NR和10 mmol·L^(-1)ATP体系中能够合成43 mmol·L^(-1)的NMN。进一步引入多聚磷酸激酶(PPK2)构建ATP循环系统,ATP用量降低了80%,反应体系中AMP生成量≤3 mmol·L^(-1)。最后,通过析因设计对反应体系进行优化,在50 mmol·L^(-1)NR和10 mmol·L^(-1)ATP的反应体系中,NMN产量为49.96 mmol·L^(-1),摩尔转化率达到99.96%。通过构建了含有ATP循环系统的NR合成NMN工程菌,大幅度降低了ATP的使用摩尔比,为后续的NMN生产化生产奠定了基础。

不同碳氮源配比对脱氮生丝微菌FJNU-R8生长和PQQ合成的影响

为了提高脱氮生丝微菌FJNU-R8生产PQQ的能力,以FJNU-R8为出发菌株,探究了不同碳氮源配比对其生长和PQQ合成的影响。通过探讨4种单一碳源和4种单一氮源对菌株生长和PQQ合成影响的基础上,进一步研究不同配比和不同浓度的复合碳源(甲醇∶甘油)/复合氮源(蛋白胨∶硫酸铵)对菌株生长和PQQ产量的影响。结果表明:以甲醇为单一碳源,OD_(650)仅为4.4,但PQQ产量43 mg·L^(-1),以甘油为单一碳源,OD_(650)可达9.8,但无PQQ产量;以硫酸铵为单一氮源,OD_(650)仅为4.2,但PQQ产量30 mg·L^(-1),以蛋白胨为单一氮源,OD_(650)可达7.7,但无PQQ产量。不同配比的复合碳源可以提高OD_(650),甘油比重越大,最终OD_(650)越高,但PQQ产量很低;不同配比的复合氮源可以提高生长速度,蛋白胨∶硫酸铵为40∶60时PQQ产量65 mg·L^(-1)。复合碳源(甲醇∶甘油为20∶80)的浓度越高,最终OD_(650)越高,但PQQ产量越低;复合氮源(蛋白胨∶硫酸铵为40∶60)浓度高于1 g·L^(-1)时,OD_(650)及PQQ产量无明显变化,最终OD_(650)约为7.5,PQQ产量约为45 mg·L^(-1)。结果显示复合碳源可提高OD_(650),复合氮源可提高PQQ产量,可为后续高产PQQ的碳氮源选择提供理论依据。