异亮氨酸工业生产菌代谢工程系统改造
本项目首先借助比较蛋白组学研究技术,从细胞内异亮氨酸合成及转运的整体网络入手,揭示其中影响氨基酸胞外积累的若干关键蛋白质,研究氨基酸合成及转运、代谢调控、底物利用、细胞通透等相关蛋白质的作用机制。然后采用系统生物学和代谢工程研究手段,利用启动子改造、基因共表达、酶定向进化等技 术进行系统改造,以显著提高乳糖发酵短杆菌支链氨基酸生产水平。比较蛋白组学分析将为支链氨基酸高产机理研究奠定坚实理论基础,乳糖发酵短杆菌代谢工程系统改造为工业化应用提供有力技术支撑。 关键技术 L-异亮氨酸是人体 8 种必需氨基酸之一,因其具特殊的结构和功能,其用量逐年增长,目前国际上日本生产 L-异亮氨酸且占垄断地位,厂家有味之素、协和发酵和田边制药三家,均已发酵法生产,产率达 30-35 g/L,提取率 60-70%,我国的异亮氨酸研究起步晚,目前分批发酵大罐产酸率为 20-22g/L,总得率为 40- 50%,与日本相比较,我国的 L-异亮氨酸生产水平还很低下,主要是由于生产菌株绝大多数通过诱变选育获得,少数菌株利用基因工程手段改造,但仅局限于少数合成酶基因,这严重制约了支链氨基酸产率的进一步提高。本成果克服了行业内的菌株瓶颈,并优化获得了工业发酵工艺。
江南大学
2021-04-11