大肠杆菌rhtA缺失对血红素合成的影响

摘要：

[背景]Escherichia coli BL21(DE3)是基因工程的常用宿主,以 C5途径合成 5-氨基乙酰丙酸(5-Aminolevulinic acid,ALA),ALA是合成血红素的重要前体物质,但ALA分泌对血红素合成的影响尚不清楚.[目的]阐明参与 ALA外运的RhtA在血红素合成途径中的作用.[方法]利用 Red 同源重组,敲除 Escherichia coli BL21(DE3)rhtA,同时构建重组质粒 pEA过表达血红素合成途径中的关键晦基因 hemA,检测分析血红素及其前体物质含量,以及血红素合成途径中 10个关键基因的表达水平.[结果]敲除 rhtA 对菌体生长没有显著影响,敲除菌株 BL21(DE3)△rhtA 与原始菌株BL21(DE3)比较,ALA的胞外含量下降 23％,血红素含量提高 12％,尿卟琳 Ⅲ(Uroporphyrin Ⅲ,UⅢ)、粪卟琳Ⅲ(Coproporphyrin Ⅲ,CⅢ)和原卟琳 Ⅸ(Protoporphyrin Ⅸ,PPⅨ)的含量分别提高 25％、15％和 18％;敲除 rhtA 同时过表达 hemA 的菌株 BL21(DE3)△rhtA/pEA 与仅过表达 hemA 的菌株BL21(DE3)pEA比较,胞外 ALA减少了 16％,血红素含量提高了 24％,UⅢ和 CⅢ含量分别提高 55％和 64％,PPⅨ含量显著增加,约为 4.7倍.实时定量 PCR结果表明,rhtA缺失后,hemC基因转录水平下调,其余 9个基因转录水平均有不同程度的上调.[结论]rhtA敲除减少了 ALA的外运,使得胞内血红素产量得到提高.

关键词：大肠杆菌、rhtA、5-氨基乙酰丙酸、血红素、Red同源重组

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资助基金：111引智计划;国家轻工技术与工程一流学科自主课题资助

在线出版日期：2020-03-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3216-3224