过量表达烟酸单核苷酸腺苷酰转移酶对大肠杆菌NZN111产丁二酸的影响

2012-10-11 02:11:24苟冬梅梁丽亚刘嵘明张常青吴明科马江锋陈可泉朱建国姜岷
生物工程学报 2012年9期
关键词:血清

苟冬梅,梁丽亚,刘嵘明,张常青,吴明科,马江锋,陈可泉,朱建国,2,姜岷

1南京工业大学生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室,江苏 南京 211816

2常茂生物化学工程股份有限公司博士后科研工作站,江苏 常州 213034

工业生物技术

过量表达烟酸单核苷酸腺苷酰转移酶对大肠杆菌NZN111产丁二酸的影响

苟冬梅1,梁丽亚1,刘嵘明1,张常青1,吴明科1,马江锋1,陈可泉1,朱建国1,2,姜岷1

1南京工业大学生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室,江苏 南京 211816

2常茂生物化学工程股份有限公司博士后科研工作站,江苏 常州 213034

大肠杆菌 NZN111是敲除了乳酸脱氢酶的编码基因 (ldhA) 和丙酮酸-甲酸裂解酶的编码基因 (pflB)的发酵生产丁二酸的潜力菌株。厌氧条件下NADH不能及时再生为NAD+,引起胞内辅酶NAD(H) 的不平衡,最终导致厌氧条件下菌株不能利用葡萄糖生长代谢。nadD为催化NAD(H) 合成途径中烟酸单核苷酸 (NaMN)生成烟酸腺嘌呤二核苷酸 (NaAD) 的烟酸单核苷酸腺苷酰转移酶 (Nicotinic acid mononucleotide adenylyltransferase,NAMNAT) 的编码基因,通过过量表达nadD基因能够提高 NAD(H) 总量与维持合适的NADH/NAD+比例。文中构建了重组菌E. coliNZN111/pTrc99a-nadD,在厌氧摇瓶发酵过程中通过添加终浓度为1.0 mmol/L的IPTG诱导表达,重组菌E. coliNZN111/pTrc99a-nadD中NAD+和NADH的浓度分别比宿主菌E. coliNZN111提高了3.21倍和1.67倍,NAD(H)总量提高了2.63倍,NADH/NAD+从0.64降低为0.41,使重组菌株恢复了厌氧条件下生长和代谢葡萄糖的能力。重组菌与对照菌相比,72 h内可以消耗14.0 g/L的葡萄糖产6.23 g/L的丁二酸,丁二酸产量增加了19倍。

丁二酸,烟酸单核苷酸腺苷酰转移酶,厌氧发酵,大肠杆菌NZN111,NADH/NAD+

Abstract:Escherichia coliNZN111 is a promising strain withldhAandpflBgenes inactivated for the production of succinic acid. However, with these mutations, NAD+could not be regenerated from NADH, and an unbalanced NADH/NAD+ratio eliminated cell growth and glucose utilization under anaerobic conditions. Nicotinic acid mononucleotide adenylyltransferase (NAMNAT), encoded by thenadDgene, catalyzes the reaction from nicotinic acid mononucleotide (NaMN) to nicotinic acid adenine dinucleotide (NaAD) during the synthetic pathway of NAD(H).Overexpression of thenadDgene could enhance the concentration of NAD(H) and maintain a suitable NADH/NAD+ratio.In this study, we constructed a recombinant strainE. coliNZN111/pTrc99a-nadD, and overexpressed NAMNAT with 1.0 mmol/L of IPTG under anaerobic conditions in sealed bottles. Compared toE. coliNZN111, the concentrations of NAD+and NADH in the recombinant strain increased by 3.21-fold and 1.67-fold, respectively. The total concentration of NAD(H)was increased by 2.63-fold, and the ratio of NADH/NAD+decreased from 0.64 to 0.42. The recombinant strain restored the cell growth and glucose utilization under anaerobic conditions. After 72 h, the recombinant strain could consume 14.0 g/L of glucose to produce 6.23 g/L of succinic acid, and the concentration of succinic acid was 19-fold higher than inE. coliNZN111.

Keywords:succinic acid, nicotinic acid mononucleotide adenylyltransferase, anaerobic fermentation,Escherichia coliNZN111, NADH/NAD+

丁二酸 (又……

登录APP查看全文

猜你喜欢
血清
血清免疫球蛋白测定的临床意义
中老年保健(2021年3期)2021-08-22 06:50:04
Meigs综合征伴血清CA-125水平升高1例
慢性肾脏病患者血清HIF-1α的表达及临床意义
慢性鼻-鼻窦炎患者血清IgE、IL-5及HMGB1的表达及其临床意义
血清H-FABP、PAF及IMA在冠心病患者中的表达及其临床意义
血清IL-6、APC、CRP在脓毒症患者中的表达及临床意义
血清HBV前基因组RNA的研究进展
血清驯化在猪蓝耳病防控中的应用
猪业科学(2018年8期)2018-09-28 01:27:38
LC-MS/MS法同时测定养血清脑颗粒中14种成分
中成药(2017年8期)2017-11-22 03:18:47
血清胱抑素C与小动脉闭塞型卒中的关系