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作者：宗媛;伊进行;王雪慧;王静;王晓超;陈宁;王小楠;
单位：天津科技大学生物工程学院;代谢控制发酵技术国家地方联合工程实验室;
摘要：莽草酸是一种天然的芳香族化合物，具有抗氧化、抗炎、抗菌等功效，在医药领域具有重要的应用价值。该研究旨在通过大肠杆菌的代谢工程改造和培养基优化提高莽草酸的生物合成产量。从野生型大肠杆菌W3110出发对代谢途径进行基因组层面改造，采取敲除莽草酸消耗途径、强化莽草酸合成途径、提高前体物供给等策略构建了一株能够高效生产莽草酸的菌株。在此基础上对培养基进行优化：采用单因素实验和Plackett-Burman实验对发酵培养基中影响莽草酸生产的因素进行评估，筛选出酵母粉、蛋白胨和MgSO_4·7H_2O 3种具有显著影响的因素；应用Box-Behnken进行3因素3水平的设计及响应面模型构建与分析，获得最佳的发酵培养基配方为：初始葡萄糖10 g/L,酵母粉2.06 g/L,蛋白胨1.52 g/L,K_2HPO_4 3 g/L,KH_2PO_4 3.5 g/L,(NH_4)_2SO_4 3 g/L,MgSO_4·7H_2O 0.20 mmol/L,磷酸甜菜碱0.22 g/L,CaCl_2·2H_2O 15 mg/L,维生素B_1 0.5 mg/L,微量元素混合液1 mL/L,pH 7.0～7.2。在此条件下，莽草酸在摇瓶规模的发酵产量达到2.66 g/L,是优化前的2倍。该研究为莽草酸在大肠杆菌中的生物合成相关研究和工业化发酵生产奠定基础。
关键词：大肠杆菌;;代谢工程;;莽草酸;;Plackett-Burman试验设计
基金资助：天津市科技计划项目(22JCQNJC01310);; 国家重点研发计划项目(2022YFD2101401)
