钝齿棒杆菌中异源表达N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶合成L-鸟氨酸的研究

分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《中国生物工程杂志》

舒群峰 徐美娟 李静 张显 杨套伟 许正宏 饶志明

摘要： 目的：对一株产鸟氨酸的钝齿棒杆菌Corynebacterium crenatum SYPA5-5/△proB/△argF (SYPO-1) 进行代谢工程改造，筛选不同细菌来源的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶在大肠杆菌中克隆与表达，纯化后对其进行酶学性质的比较；将粘质沙雷氏菌Serratia marcescens Y213来源的SmargE基因编码的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶在L-鸟氨酸生产菌株C. crenatum SYPO-1中过量表达，进一步提高L-鸟氨酸的产量。方法：通过利用pDXW10穿梭质粒对不同来源的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰化酶进行克隆表达和酶学性质比较，选择性质最优来源的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶编码基因SmargE在产L-鸟氨酸重组钝齿棒杆菌中表达，考察重组菌株发酵过程中参数的变化。结果：来源S. marcescens Y213的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶比酶活最高为798.98 U/mg，最适pH为7，最适温度为37 ℃，0.1 mM的Mg2+, Li+, Mn2+ 金属离子促进酶的比酶活提高了50%；在钝齿棒杆菌中表达N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶酶活达到128.4 U/mL，显著提高了钝齿棒杆菌中胞内乙酰基循环水平；5-L发酵罐发酵重组菌株96 h，L-鸟氨酸的产量达到38.5 g/L，比出发菌株，N-中L-鸟氨酸的产量提高了33.2%，产率达0.401 g/L/h。结论：筛选出最佳来源的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶，在鸟氨酸生产菌株C. crenatum (SYPO-1)中过量表达，可以促进鸟氨酸的前体物质N-乙酰鸟氨酸的快速消耗，实现鸟氨酸的积累。

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