途徑工程及Tn5轉座子介導突變提高大腸桿菌丙酮酸生產

史曉榮，劉俊，彭彥峰，李林，王文科，王欽宏

1 山西師范大學 生命科學學院，山西 臨汾 041004

2 中國科學院天津工業生物技術研究所 中國科學院系統微生物工程重點實驗室，天津 300308

丙酮酸是生物代謝過程中承上啟下的關鍵中間產物，同時它為糖酵解途徑和三羧酸循環提供原料，并且為生物的各項生命活動提供必需的能量，此外，它還廣泛應用于食品、農藥、生化等工業中[1-3]。隨著我們對丙酮酸需求量的不斷增加，如何找到一種環保、可持續的大量獲得丙酮酸的方法顯得尤為重要。

生產丙酮酸的方法主要有化學合成法、酶轉化法和微生物發酵法 3種[4-5]，由于發酵法具有產品純度高、成本低、轉化率高、對環境污染小等優點，已成為國內外最受青睞的生產方法。對生物發酵法來講，尋找合適的發酵工程菌是最關鍵的，自然界中有很多的微生物可以合成丙酮酸，如球擬酵母、假絲酵母、釀酒酵母、腸桿菌屬等。通過代謝工程手段有效地改造上述微生物的代謝途徑，可以獲得優良高產菌株。沈冬錢等[2]敲除大腸桿菌lpdA基因后，突變菌可以在以不同糖為碳源下積累丙酮酸，得率都達到了0.8 g丙酮酸/g糖以上。Zhu等[6]在大腸桿菌中敲除多個丙酮酸副產物基因，經發酵優化后，發酵罐分批補料44 h產丙酮酸90 g/L，得率0.68 g丙酮酸/g葡萄糖。Causey等[7]構建了1株大腸桿菌TC44，敲除了丙酮酸代謝途徑中生成副產物的基因，它在以葡糖糖作為唯一碳源的礦物鹽培養基中發酵43 h，丙酮酸的產量52 g/L，葡萄糖轉換成丙酮酸的轉化率為 0.75 g丙酮酸/g葡萄糖?！?br>