代谢工程改造大肠杆菌合成L-异亮氨酸的研究

李燕军，张海宾，麻杰，张成林，谢希贤，陈宁

（1.天津科技大学生物工程学院，天津300457；2.代谢控制发酵技术国家地方联合工程实验室，天津300457；3.天津市氨基酸高效绿色制造工程实验室，天津300457）

代谢工程改造大肠杆菌合成L-异亮氨酸的研究

李燕军1，2，3，张海宾1，麻杰1，张成林1，2，3，谢希贤1，2，3，陈宁1，2，3

（1.天津科技大学生物工程学院，天津300457；2.代谢控制发酵技术国家地方联合工程实验室，天津300457；3.天津市氨基酸高效绿色制造工程实验室，天津300457）

以L-苏氨酸生产菌Escherichia coli THRD为出发菌株，利用基因重组技术替换ilvLXGMEDA启动子并过表达解除L-异亮氨酸反馈抑制的ilvA和ilvIH，以期获得L-异亮氨酸生产菌。将ilvLXGMEDA启动子替换为强启动子Ptrc并敲除ilvLXGM后获得ILE01菌株，于该菌株中分别过表达解除L-异亮氨酸反馈抑制的ilvIH及共表达解除L-异亮氨酸反馈抑制的ilvA和ilvIH，获得菌株ILE02和ILE03，其L-异亮氨酸产量分别达到1.75 g/L和2.19 g/ L。针对ILE03α-酮丁酸积累量过高的问题，通过改变操纵子中ilvA和ilvIH的顺序调节其转录水平，获得菌株ILE04，其L-异亮氨酸产量达2.85 g/L。利用ILE04于5 L发酵罐中进行发酵实验，L-异亮氨酸产量、发酵强度及转化率分别为5.23 g/L、0.17 g/（L·h）及4.6%。

L-异亮氨酸；大肠杆菌；反馈抑制；苏氨酸脱水酶；乙酰羟基酸合成酶

L-异亮氨酸是人和脊椎动物的八种必需氨基酸之一，在生命活动中具有极其重要的作用，被广泛应用于食品、医药等诸多领域。目前主要采用谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）发酵法工业化生产L-异亮氨酸，然而该类菌株发酵周期较长［1］。大肠杆菌具有遗传背景清晰、技术操作简单、代时短等优势，因而被广泛应用于L-苏氨酸、L-色氨酸及L-苯丙氨酸等氨基酸的生产［2］。……