以L-苏氨酸为发酵底物的2,5-二甲基吡嗪高产菌株构建

摘要：

构建一种以L-苏氨酸为发酵底物的高值化学品2,5-二甲基吡嗪(2,5-dimethylpyrazine,2,5-DMP)生产菌株,为解决L-苏氨酸产能过剩,实现2,5-DMP生物法生产提供可靠思路.通过利用Bacillus subtilis 168(B.subtilis 168)外源表达不同微生物种属来源的L-苏氨酸脱氢酶(L-threonine dehydrogenase,TDH),并比较其利用L-苏氨酸为底物合成2,5-DMP的产量,挑选出2,5-DMP高产菌种,在此基础上进一步外源表达NADH氧化酶(NADH oxidase,NOX),以促进辅因子再生.实验构建了1株高产2,5-DMP的基因工程菌株B.subtilis 168/pMA0911-tdh(E.c)-nox.该菌株以5.83 g/L的L-苏氨酸为底物,发酵24 h后2,5-DMP的产量高达616.04mg/L,与对照菌株B.subtilis 168/pMA0911相比,产量提高了22.5倍.在TDH过表达的基础上,NOX的参与有利于2,5-DMP产量的提高.该研究首次实现了2,5-DMP高效的生物转化,一方面缓解了L-苏氨酸产能过剩的困境,另一方面有助于实现高值风味化合物2,5-DMP的生物法生产.

关键词：2、5-二甲基吡嗪、L-苏氨酸、L-苏氨酸脱氢酶、NADH氧化酶、生物转化、枯草芽孢杆菌

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资助基金：国家自然科学基金31701578,31530055;国家轻工技术与工程一流学科自主课题LITE2018-12

在线出版日期：2020-04-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1-10