代谢工程改造大肠杆菌合成L-组氨酸

李梦莹，吕雪芹，刘延峰，李江华，堵国成，吴剑荣，刘龙*

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

L-组氨酸，又名α-氨基-β-咪唑基丙酸，是分子中含有咪唑核的碱性氨基酸[1]。在营养学的范畴里，组氨酸被认为是婴幼儿必需的氨基酸[2]。L-组氨酸具有多种生理功能，对生长、组织修复以及治疗溃疡和胃酸过多等均具有重要的作用，还可以作为添加剂用于治疗过敏、风湿性关节炎以及贫血等疾病，因此，其被广泛应用于医药食品等行业[3]。

生产组氨酸的方法主要有蛋白水解法、化学合成法和微生物发酵法。其中水解蛋白质是组氨酸生产最为传统的方法[4]，但是，这种方法主要取决于富含天然蛋白质的资源(如血粉或大豆)的可用性，很难满足人们对组氨酸日益增长的需求[5]；而通过化学合成法生产组氨酸容易产生外消旋混合物，通常被认为是“非天然”化合物，难以获得食品药品监督管理局的批准，也较难被消费者接受[5]；微生物发酵法是目前生产L-组氨酸的主流方法，因此L-组氨酸高产菌的选育成为当前的研究热点。常用于生产L-组氨酸的微生物主要包括大肠杆菌(Escherichiacoli，E.coli)、谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum，C.glutamicum)和粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens，S.marcescens)。不少研究者采用诱变结合组氨酸类似物筛选法选育L-组氨酸高产菌株。比如，KINO等[6]以具有1，2，4-三咪唑丙氨酸抗性的突变E.coliATCC21318为出发菌株，经诱变处理后获得1株组氨酸产量为14.2 g/L的菌株；以C.glutamicum为出发菌株，许益清等[7]通过定向进化选育出1株L-组氨酸为1～1.6 g/L的突变株；……