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食品与发酵工业2026年第01期:代谢工程改造大肠杆菌低pH环境下高效合成5-羟基戊酸

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张欣雨;孙浩然;陈赞文;徐雪;林姿辰;李乃强;

单位:东华大学生物与医学工程学院;东华大学,纺织科技创新中心;

摘要:5-羟基戊酸(5-hydroxyvaleric acid, 5-HV)是一种重要的五碳化合物,在医药、香料、材料等领域具有广泛应用。目前生物法合成5-HV的研究较少,其大多是作为中间体被发现,且存在产量低、成本高等问题。该研究对实验室一株产5-HV的大肠杆菌进行改造,通过去除质粒中的乳糖操纵子的部分元件,构建了无需诱导即能合成5-HV的菌株,从而避免了使用昂贵的、有毒性的诱导剂IPTG。随后,通过过表达限速酶(醛还原酶)的转录激活子yqhC,提高了5-HV的产量。为了减少发酵过程中的碱用量,将Hfq-DsrA抗酸元件引入底盘细胞,提高了菌株的酸耐受能力。最终,在10 L发酵罐水平上,维持发酵液的pH为酸性环境,构建的代谢工程菌株的5-HV滴度达到47.5 g/L,糖酸的质量转化率为42%,碱液使用量减少了45%。该研究方法和结果对于生物法5-HV的规模化生产具有积极的指导意义。

关键词:5-羟基戊酸;;大肠杆菌;;yqhC;;抗酸元件;;低pH

基金资助:十三五国家重点研发计划项目(2022YFC2106200)