代谢工程改造大肠杆菌高效合成L-瓜氨酸

作     者：胥琳峰 于文文 朱学文 张权威 武耀康 李江华 堵国成 吕雪芹 陈坚 刘龙 XU Linfeng;YU Wenwen;ZHU Xuewen;ZHANG Quanwei;WU Yaokang;LI Jianghua;DU Guocheng;LV Xueqin;CHEN Jian;LIU Long

作者机构：江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学未来食品科学中心江苏无锡214122 宜兴食品与生物技术研究院江苏宜兴214200 江南大学中原食品实验室江苏无锡214122 

出 版 物：《生物工程学报》 (Chinese Journal of Biotechnology)

年 卷 期：2025年第41卷第1期

页      面：242-255页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

基　　金：国家重点研发计划(2023YFA0914500) 

主　　题：L-瓜氨酸 大肠杆菌 代谢工程 L-脯氨酸 反馈抑制 

摘      要：L-瓜氨酸是一种非蛋白质氨基酸,在人体健康方面发挥着重要作用,具有很大的市场需求。尽管微生物细胞工厂已被广泛用于生物合成,但在L-瓜氨酸生物合成方面仍存在着遗传不稳定和效率低等挑战。本研究以大肠杆菌BL21(DE3)为出发菌株构建了一株高效、无质粒、无需诱导的L-瓜氨酸生产菌株。首先阻断L-瓜氨酸降解并解除反馈抑制,构建出L-瓜氨酸合成底盘菌株,其产量达到0.43 g/L。随后采用推拉抑制策略增强了L-瓜氨酸生物合成,使产量提高到6.0 g/L。接着,强化了NADPH合成和L-瓜氨酸转运系统以提高合成效率,最终L-瓜氨酸产量达到11.6 g/L。最后,在3 L发酵罐中进行分批补料发酵,L-瓜氨酸产量达到44.9 g/L。本研究为L-瓜氨酸的工业化生产奠定了基础,为其他氨基酸代谢网络的改造提供了思路。