本成果从一株高产 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，特别是近期，通过热诱导丙酮酸羧化酶和苏氨酸外排泵创苏氨酸产率纪录，开发了一种两段式温控发酵苏氨酸的重组大肠杆菌和工艺，发酵罐苏氨酸摩尔转化率达 103.28%。这套复杂中心代谢途径的自我调控维持了生产和生长的平衡。论文用实验室前期构建的一株产苏氨酸的重组大肠杆菌 TWF001 为宿主，首先编辑了涉及副产物有机酸合成、产物降解和转运的基因，并证实这一系列菌种在 37 度升至 42 度情况下的生长情况等同正常 37 度发酵；然后用一套大肠杆菌热敏启动子去转录四环素启动子阻遏蛋白，四环素启动子后的报告基因 37 度表达，42 度不表达。 

细菌脂多糖可刺激宿主免疫系统产生免疫反应，可利用这一性质开发既无毒性又能刺激免疫系统的类脂 A 分子疫苗佐剂。近年美国 Corixa 公司已开发出可用于乙肝病毒疫苗和过敏治疗的单磷酸类脂 A（MPL）疫苗佐剂。目前 MPL 生产方法是从沙门氏菌的突变株中提取类脂 A 并加以化学处理。本项目根据类脂 A 分 子的合成机理，通过基因工程技术将 pagL、lpxE 和 pagP 单启动子串联共表达，将大肠杆菌中类脂 A 的结构改造成为 MPL，菌株稳定性好，生产方法简单高效。

类脂 A 是脂多糖分子的疏水基团，大量存在于革兰氏阴性细菌的外膜外层，能通过结合免疫细胞表面的受体 TLR4 来刺激人体免疫系统[50, 51]，因而也是一种很好的免疫系统激活因子。美国 Corexa 公司已经开发出了可用于乙肝病毒疫苗和过敏治疗的疫苗佐剂 MPL。研究表明 MPL 刺激的免疫细胞中 IL-1β 的分泌量 显著降低，使得 MPL 的毒性降低但免疫活性还在。MPL 目前是通过从沙门氏菌的 突变株 Salmonella minnesota RC595 中提取类脂 A，然后用化学方法去除其多余的附加基团而得到。本项目拟利用这些类脂 A 修饰酶，根据类脂 A 分子的合成机理，通过基因工程技术将大肠杆菌中类脂 A 的结构改造成为 MPL，构建能合成 MPL 的大肠杆菌。这种新型的能合成 MPL 的大肠杆菌不仅可以作为宿主菌安全使用于食品和药物的发酵工业生产中，而且可以作为实验室研究中更安全的基因表达载体，最重要的是它可以直接用来生产类脂 A 疫苗佐剂 MPL。

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