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作者：王小楠;王雪慧;王晓超;王静;陈宁;
单位：天津科技大学生物工程学院;
摘要：L-苯丙氨酸是人体和动物的必需氨基酸之一，在食品、医药和饲料等领域应用广泛。随着市场需求日益增长，传统微生物发酵法生产效率较低等问题逐步凸显，因此获得一株高效、稳定的L-苯丙氨酸生产菌株十分必要。该研究首先基于传统代谢工程策略构建生产L-苯丙氨酸的大肠杆菌工程菌，通过解除反馈抑制、优化莽草酸途径关键酶表达水平或活性、启动子工程优化磷酸烯醇式丙酮酸和4-磷酸赤藓糖等前体供应、失活副产物乙酸合成途径和优化氨基酸转运途径等手段，获得了一株L-苯丙氨酸生产菌株。为进一步提高菌株的生产表现，采用全局转录机器工程(global transcription machinery engineering, gTME)策略，构建基于RNA聚合酶中编码σ~(70)因子的rpoD基因和编码α亚基的rpoA基因的随机突变文库，开发基于生物传感器的L-苯丙氨酸检测回路，筛选出高产突变株。最终获得的工程菌株PHE-56在5 L发酵罐中分批补料发酵48 h后，L-苯丙氨酸产量达到79.68 g/L,生产强度为1.66 g/(L·h),糖酸转化率为22%。该研究结合了多种代谢工程策略，证实了gTME在代谢工程中的高效性，为L-苯丙氨酸细胞工厂的开发提供新的视角，为L-苯丙氨酸的工业化生产提供了有潜力的菌株平台。
关键词：大肠杆菌;;L-苯丙氨酸;;代谢工程;;全局转录机器工程;;生物传感器
基金资助：国家重点研发计划项目(2023YFD13000700)
