合成生物学高效生产苏氨酸

成果编号：38758

价格：面议

完成单位：江南大学

单位类别：211系统院所

完成时间：2022年

成熟程度：小批量生产阶段

服务产业领域：生物技术与医药、现代农业、其他

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发布人：王小元离线

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本项目从一株高产L-异亮氨酸的C. glutamicum出发，运用反向代谢工程策略对其代谢通路进行理性重排，以期实现L-苏氨酸高产，包括：通过异源表达、纯化及酶活测定，鉴定C. glutamicum IWJ001的天冬氨酸激酶（AK1）、高丝氨酸脱氢酶（HD1）；通过对合成途径关键基因进行表达或敲除，初步探讨C. glutamicum IWJ001中L-异亮氨酸高效合成的机制；对其代谢途径进行理性重构，构建L-苏氨酸生产菌；通过控制培养基中生物素和D-泛酸的供给调节C3-C4回补途径和TCA循环途径中基因的转录，加强前体草酰乙酸的合成并削弱TCA循环通量，进一步提高L-苏氨酸的产量和转化率；通过敲除草酰乙酸脱羧途径基因pck及副产物L-赖氨酸合成途径基因ddh，从减少碳的损耗及减少副产物积累两方面，进一步优化上述L-苏氨酸高产菌。

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成果介绍

科技计划：国家级：省部级：

成果形式：新技术、新工艺、其他

合作方式：技术转让、技术开发、技术入股

参与活动：第二届江苏产学研合作对接大会 2023年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 2 项
已授权专利,其中:发明专利 7 项

成果简介

综合介绍

创新要点

1 运用合成生物学和反向代谢工程策略对其代谢通路进行理性重排，实现L-苏氨酸高产。 2 采用FabV无抗筛选标记构建温控开关质粒，可温控双向控制基因表达。通过摇瓶生长对比，表明来源铜绿假单胞菌POA1的fabV基因的表达促使菌株更耐受三氯生，具有明显的生长优势，以此构建出无抗表达质粒pFpa和pFW01；将温敏回路cIts-pR-pL和调节回路tetR-PLtetO-1组装到pFW01上，使用FabV作为筛选标记，构建了温控开关质粒pFT22和pFT24，其中pFT24配合蛋白降解标签可以更好地在蛋白水平实现温控基因的表达与关闭。 3 重建乙酸旁路途径替换丙酮酸脱氢酶，提高L-苏氨酸生产菌对2-丁酮酸的耐受性。 4 构建温控开关系统动态调节丙酮酸和草酰乙酸相对含量，促使生物合成L-苏氨酸的产率最大化。基于草酰乙酸受热易脱羧，使用温控表达丙酮酸羧化酶构建温控开关系统，在大肠杆菌中动态调节中心代谢途径的碳分布；使用该系统表达组合rhtC和pycmt使L-苏氨酸产率提高了43.68%；温控关闭L-丙氨酸合成途径，进一步将L-苏氨酸摩尔产率达到124.03%。

技术指标

在实验室小罐水平，实现L-苏氨酸产率104g/L；摩尔产率达到124.03%。

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