微液滴适应性进化强化大肠杆菌耐受高浓度L-山梨糖

曾伟主，单小玉，房峻，周景文*

1(工业生物技术教育部重点实验室(江南大学)，江苏 无锡，214122) 2 (江南大学 未来食品科学中心，江苏 无锡，214122)

2-酮基-L-古龙酸(2-keto-L-gulonic acid，2-KLG)是生产维生素C的直接前体[1]。维生素C是人体维持正常生命活动必需的维生素，是一种有效的抗氧化剂，广泛应用于化妆品、食品、饮料、制药和饲料等领域[2-4]。我国是维生素C生产大国，产能占世界90%以上，生产技术水平和生产规模均达到世界领先水平[5]。维生素C生产通常先利用微生物发酵合成2-KLG，再将2-KLG酯化生成维生素C。目前，维生素C生产主要依赖由氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacteroxydans)、巨大芽胞杆菌(Bacillusmegaterium)和普通生酮基古龙酸菌(Ketogulonicigeniumvulgare)组成的三菌二步发酵法[6-7]。随着发酵工业的不断发展，三菌二步发酵法存在的缺陷日益凸显，如菌株选育困难、操作复杂且稳定性差、原材料与能源消耗大等，不仅导致生产成本显著高于类似产品，菌株选育也一直未能取得重要突破[8-9]。

研究人员企图通过构建一菌一步发酵法从根源上解决三菌二步发酵法中存在的问题。ANDERSONT等试图通过在欧文氏菌(Erwiniaherbicola)过量表达来源于谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum)的2,5-二酮基-D-葡萄糖酸还原酶，以葡萄糖为底物生产2,5-二酮基-D-葡萄糖酸，然后再生产2-KLG，但由于酶活力较低以及辅因子再生不匹配等问题，该方法始终未能实现2-KLG的高效生产[10]。SAITO等将来源于G.oxydansT100中合成2-KLG的2个关键脱氢酶山梨糖脱氢酶(sorbose dehydrogenase，SDH)和山梨酮脱氢酶(sorbosone dehydrogenase，SNDH)在G.oxydans表达，可以实现2-KLG的少量积累，但在大肠杆菌中进行过表达，却不能实现2-KLG的积累，经过深入研究发现，SDH低酶活力是其主要的限制因素[11]。……