大肠杆菌利用葡萄糖和木糖合成乙醇酸、乳酸和3-羟基丁酸共聚酯
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国家自然科学基金 (No. 21476014),国家科技支撑计划 (No. 2015BAD15B09) 资助。


Microbial production of poly (glycolate-co-lactate-co-3- hydroxybutyrate) from glucose and xylose by Escherichia coli
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Fund Project:

National Natural Science Foundation of China (No. 21476014), Key Projects in the National Science and Technology Pillar Program of China (No. 2015BAD15B09).

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    摘要:

    以大肠杆菌为宿主,构建了以葡萄糖和木糖为底物获得乙醇酸、乳酸和3-羟基丁酸共聚酯的生物合成途径,包括过表达塔格糖-3-差向异构酶、核酮糖激酶、醛缩酶、醛脱氢酶、丙酰辅酶A转移酶、β-酮硫解酶、乙酰乙酰辅酶A还原酶和聚合酶等。在此基础上,表达聚羟基脂肪酸酯颗粒结合蛋白,提高了聚合物的合成,重组菌的细胞干重达到3.73 g/L,含有38.72 wt%的共聚酯。采用混菌共培养策略,实现以葡萄糖和木糖混合物为底物合成共聚酯,摇瓶实验中细胞干重达到4.01 g/L,含有21.54 wt%的聚合物。文中提供了一种以葡萄糖和木糖混合物为碳源合成聚合物的方法,为下一步纤维素水解物的有效利用提供了参考。

    Abstract:

    Escherichia coli was metabolically engineered to produce poly(glycolate-co-lactate-co-3-hydroxybutyrate) using glucose and xylose as carbon sources. The combinatorial biosynthetic route was constructed by the overexpression of a series of enzymes including D-tagatose 3-epimerase, L-fuculokinase, L-fuculose-phosphate aldolase, aldehyde dehydrogenase, propionyl-CoA transferase, β-ketothiolase, acetoacetyl-CoA reductase, and polyhydroxyalkanoate synthase. Overexpression of polyhydroxyalkanoate granule associated protein significantly improved biopolymer synthesis, and the recombinant strain reached 3.73 g/L cell dry weight with 38.72% (W/W) biopolymer content. A co-culture engineering strategy was developed to produce biopolymer from a mixture of glucose and xylose, achieving 4.01 g/L cell dry weight containing 21.54% (W/W) biopolymer. The results of this work offer an approach for simultaneously utilizing glucose and xylose and indicate the potential for future biopolymer production from lignocellulosic biomass.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

笪央央,李微,史理陇,李正军. 大肠杆菌利用葡萄糖和木糖合成乙醇酸、乳酸和3-羟基丁酸共聚酯[J]. 生物工程学报, 2019, 35(2): 254-262

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  • 收稿日期:2018-05-11
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  • 在线发布日期: 2019-02-25
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