代谢工程改造多粘芽孢杆菌及合成光学纯(R,R)-2,3-丁二醇

莫棋文; 陈先锐; 李燕婷; 彭龙云; 黄艳燕; 李检秀; 黄日波; 《基因组学与应用生物学 》 2021 北大核心 CSCD

摘要：(R,R)-2,3-BD是一种重要的四碳平台化合物,在液晶材料、高附加值手性化合物,尤其是不对称合成光学纯药物等方面有天然优势。将来源于多粘芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa） DSM 365的α-乙酰乳酸合成酶（α-acetolactate synthase）基因alsS、α-乙酰乳酸脱羧酶（α-acetolactate decarboxylase）基因alsD和（R,R）-2,3-丁二醇脱氢酶（2,3-butanediol dehydrogenase）基因R,R-bdh与表达载体pMA5连接,导入多粘芽孢杆菌P. polymyxa DSM 365中加强（R,R）-2,3-丁二醇的主代谢途径,构建可高效合成（R,R）-2,3-丁二醇的多粘芽孢杆菌工程菌株DM-5。利用工程菌株DM-5补料分批发酵60 h,（R,R）-2,3-丁二醇产量达54.91 g/L,得率为0.52 g/g,生产强度为0.92 g·L^-1·h^-1,与野生菌株相比（R,R）-2,3-丁二醇产量增加19.66%,且副产物甲醇浓度不变,乙醇、乙偶姻积累下降。本研究结果表明,在多粘芽孢杆菌中过量表达关键基因alsS、alsD和R,R-bdh能够显著提高（R,R）-2,3-丁二醇的产量和生产强度,为多粘芽孢杆菌的代谢工程改造和工业化生产（R,R）-2,3-丁二醇提供参考。

关键词： (R,R)-2,3-丁二醇 代谢工程 补料分批发酵 多粘芽孢杆菌