JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

代谢工程改造枯草芽孢杆菌促进L-赖氨酸高效合成研究

张晓霞,陈胜玲,朱枝群,康春涛,徐建中

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张晓霞, 陈胜玲, 朱枝群, 等. 代谢工程改造枯草芽孢杆菌促进L-赖氨酸高效合成研究[J]. 轻工学报, 2022, 37(5): 1-11. doi: 10.12187/2022.05.001
引用本文:张晓霞, 陈胜玲, 朱枝群, 等. 代谢工程改造枯草芽孢杆菌促进L-赖氨酸高效合成研究[J]. 轻工学报, 2022, 37(5): 1-11.doi:10.12187/2022.05.001
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ZHANG Xiaoxia, CHEN Shengling, ZHU Zhiqun, et al. Metabolic engineering for improving the L-lysine production by Bacillus subtilis[J]. Journal of Light Industry, 2022, 37(5): 1-11. doi: 10.12187/2022.05.001
Citation:ZHANG Xiaoxia, CHEN Shengling, ZHU Zhiqun, et al. Metabolic engineering for improving the L-lysine production by Bacillus subtilis[J]. Journal of Light Industry, 2022, 37(5): 1-11.doi:10.12187/2022.05.001
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代谢工程改造枯草芽孢杆菌促进L-赖氨酸高效合成研究

  • 1. 江苏星海生物科技有限公司, 江苏 盐城 224233;

  • 2. 江南大学 生物工程学院/工业生物技术教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122

    • 作者简介:张晓霞(1980-),女,江苏省东台市人,江苏星海生物科技有限公司工程师,主要研究方向为发酵工程。E-mail:aixuexi_2016@163.com;

  • 基金项目:苏北科技专项-先导性项目(SZ-YC202105)

  • 中图分类号:TS264

Metabolic engineering for improving the L-lysine production byBacillus subtilis

  • 1. Jiangsu Xinghai Biotechnology Co., Ltd., YanCheng 224233, China;

  • 2. School of Biotechnology/The Key Laboratory of Industrial Biotechnology of Ministry of Education, Jiangnan University, WuXi 214122, China

  • Received Date:2022-02-13

    CLC number:TS264

  • 摘要:为了构建具有益生功能和L-赖氨酸合成功能的“双功能”枯草芽孢杆菌( Bacillus subtilis)重组菌株,对饲料工业常用的益生菌 B.subtilisACCC11025进行系统的代谢工程改造。结果表明:以来源于谷氨酸棒杆菌( Corynebacterium glutamicum)的 lysC311、zwf 234和 gnd 361替换 B.subtilis中的 thrD、zwf和gnd,即构建重组菌 B.subtilisXH4,有利于L-赖氨酸的合成,其产量达到(20.3±1.9) g/L;将 B.subtilis中 hom替换成来源于 C.glutamicum的 hom 59,即构建重组菌 B.subtilisXH5,可显著降低副产物积累量,提高L-赖氨酸产量至(23.2±1.7) g/L,且不影响菌体生长;在重组菌 B.subtilisXH5中引入 C.glutamicum中的DapDH会改变二氨基庚二酸途径(DAP)碳分布进而促进L-赖氨酸的合成,目标重组菌 B.subtilisXH6的L-赖氨酸产量达到(25.6±2.3) g/L。
    Abstract:In order to construct a dual-functional B.subtiliswith probiotic function and L-lysine production, B.subtilisACCC11025 was systematically modified. These results indicated that the strain with replacement of thrD,zwfand gndfrom B.subtilisby lysC311,zwf 234and gnd 361from C.glutamicum(i.e., B.subtilisXH4) was beneficial to L-lysine production, and the yield of L-lysine was (20.3±1.9) g/L. In addition, the strain with replacement of homfrom B.subtilisby hom 59from C.glutamicum(i.e., B.subtilisXH5)produced (23.2±1.7) g/L of L-lysine without the decrease of cell growth. In addition, the yield of by-products in B.subtilisXH5 was significantly decreased. Moreover, the DapDH from C.glutamicumwas introduced into the B.subtilisXH5 (i.e, B.subtilisXH6), resulting in the increase of L-lysine production because of the redirection of the carbon flux in DAP pathway. The resulted recombinant strain B.subtilisXH6 produced (25.6±2.3) g/L of L-lysine.
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  • 收稿日期:2022-02-13
    通讯作者:陈斌, bchen63@163.com
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    张晓霞, 陈胜玲, 朱枝群, 等. 代谢工程改造枯草芽孢杆菌促进L-赖氨酸高效合成研究[J]. 轻工学报, 2022, 37(5): 1-11. doi: 10.12187/2022.05.001
    引用本文:张晓霞, 陈胜玲, 朱枝群, 等. 代谢工程改造枯草芽孢杆菌促进L-赖氨酸高效合成研究[J]. 轻工学报, 2022, 37(5): 1-11.doi:10.12187/2022.05.001
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    ZHANG Xiaoxia, CHEN Shengling, ZHU Zhiqun, et al. Metabolic engineering for improving the L-lysine production by Bacillus subtilis[J]. Journal of Light Industry, 2022, 37(5): 1-11. doi: 10.12187/2022.05.001
    Citation:ZHANG Xiaoxia, CHEN Shengling, ZHU Zhiqun, et al. Metabolic engineering for improving the L-lysine production by Bacillus subtilis[J]. Journal of Light Industry, 2022, 37(5): 1-11.doi:10.12187/2022.05.001
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    代谢工程改造枯草芽孢杆菌促进L-赖氨酸高效合成研究

      作者简介:张晓霞(1980-),女,江苏省东台市人,江苏星海生物科技有限公司工程师,主要研究方向为发酵工程。E-mail:aixuexi_2016@163.com
    • 1. 江苏星海生物科技有限公司, 江苏 盐城 224233;
    • 2. 江南大学 生物工程学院/工业生物技术教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122
    • 收稿日期: 2022-02-13
    基金项目:苏北科技专项-先导性项目(SZ-YC202105)

    摘要:为了构建具有益生功能和L-赖氨酸合成功能的“双功能”枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)重组菌株,对饲料工业常用的益生菌B.subtilisACCC11025进行系统的代谢工程改造。结果表明:以来源于谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)的lysC311、zwf234和gnd361替换B.subtilis中的thrD、zwf和gnd,即构建重组菌B.subtilisXH4,有利于L-赖氨酸的合成,其产量达到(20.3±1.9) g/L;将B.subtilis中hom替换成来源于C.glutamicum的hom59,即构建重组菌B.subtilisXH5,可显著降低副产物积累量,提高L-赖氨酸产量至(23.2±1.7) g/L,且不影响菌体生长;在重组菌B.subtilisXH5中引入C.glutamicum中的DapDH会改变二氨基庚二酸途径(DAP)碳分布进而促进L-赖氨酸的合成,目标重组菌B.subtilisXH6的L-赖氨酸产量达到(25.6±2.3) g/L。

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