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作者：吴开水;刘韪玮;马零;徐庆阳;
单位：江苏元易邦生物科技有限公司;天津科技大学生物工程学院;
摘要：L-亮氨酸是一种重要的支链氨基酸，在医药、食品、饲料、化妆品等多领域中具有重要价值。目前，工业上用于生产L-亮氨酸的菌株存在转化率低、副产物多、结晶后产率大幅下降等问题。为获得一株性能优越的L-亮氨酸生产菌株，该研究对L-亮氨酸生产菌株谷氨酸棒状杆菌CP进行系统代谢工程改造。首先，敲除竞争途径并引入外源磷酸酮醇酶(由fxpk编码)加强前体物(丙酮酸和乙酰辅酶A)供应；其次，加强主代谢流(亮氨酸途径和支链氨基酸共同途径)提高L-亮氨酸产量；随后，加强胞内NADPH的供应；最后，敲除L-亮氨酸内转运蛋白BrnQ,最终获得的可高效生产L-亮氨酸的工程菌株CP06-1在5 L生物反应器中经50 h发酵后L-亮氨酸产量达65.3 g/L,糖酸转化率25.1%。此外，为解决L-亮氨酸结晶后产生的泡沫影响菌体吸收营养和溶氧的问题，该研究采取了半连续发酵的方式在L-亮氨酸结晶前通过放液-补液来延长菌株产酸高峰期，最终5 L生物反应器发酵50 h共生产L-亮氨酸228.8 g,糖酸转化率达27.9%,较分批补料提高了11.2%。该研究为L-亮氨酸生产菌株的改造和应用提供了一定的指导价值。
关键词：L-亮氨酸;;系统代谢工程;;谷氨酸棒状杆菌;;乙酰辅酶A;;NADPH;;半连续发酵
基金资助：国家重点研发计划项目(2023YFD1300700)
