基于模块化优化策略强化大肠杆菌合成血红素

doi:10.3969/j.issn.1673-1689.2019.06.012

首页 > 过刊浏览>2019年第38卷第6期 >86-94. DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2019.06.012

基于模块化优化策略强化大肠杆菌合成血红素
DOI:
                        10.3969/j.issn.1673-1689.2019.06.012
                    
CSTR:
                        [cstr]
                    
作者:
                        
                        
                    
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中图分类号:Q815
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Enhancement of Heme Synthesis Pathway in Escherichia coli via a Modular Optimization Strategy

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血红素是一种参与生物体内的氧分子传递的含铁辅基，也是一种良好的补血剂。目前有关血红素合成途径的研究较少，其调控机理尚不清楚。采用模块化组装策略，将ALA合成关键基因hemA、hemL分为第一模块，用高拷贝质粒pUC19过量表达；将血红素合成途径的7个基因分成第二、第三模块，其中，基因hemB、hemC、hemD和hemE为第二模块；基因hemF、hemG和hemH为第三模块，利用拷贝数不同的质粒pRSFDuet-2、pCDFDuet-2和pACYCDuet-2调控第二、第三模块中各基因的表达水平，对这2个模块进行组合表达。其中重组菌株Escherichia coli-D6在摇瓶发酵48 h时血红素产量最高，达到0.56 μmol/（L·OD）；在3 L发酵罐中进行分批培养，发酵48 h时血红素产量达到0.954 μmol/（L·OD）。

Abstract:

Heme，an iron containing prothetic group for oxygen transfer in the body，is a good kind of blood tonic. At present，only few studies on heme biosynthesis have been reported. The regulatory mechanism of heme biosynthesis is still unclear. In the present study，by applying the modular combination strategy，the committed genes hemA and hemL as the first module was overexpressed by the high copy number plasmid pUC19. In parallel，the downstream heme biosynthesis pathway genes were divided into the second（hemB，hemC，hemD and hemE） and third（hemF，hemG，and hemH） modules，and were combinatorially expressed by the plasmids pRSFDuet-2，pCDFDuet-2 and pACYCDuet-2. In comparison，the recombinant strain E. coli D6 achieved the highest heme titer（0.56 μmol/（L·OD）） at 48 h in shake flask cultures. By applying a batch fermentation strategy，the heme production was increased to 0.954 μmol/（L·OD） at 48 h in 3 L fermenter.

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引用本文

翁焕娇,丁雯雯,石雅南,李江华,康振.基于模块化优化策略强化大肠杆菌合成血红素[J].食品与生物技术学报,2019,38(6):86-94.

WENG Huanjiao, DING Wenwen, SHI Yanan, LI Jianghua, KANG Zhen. Enhancement of Heme Synthesis Pathway in Escherichia coli via a Modular Optimization Strategy[J]. Journal of Food Science and Biotechnology,2019,38(6):86-94.

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