过表达果糖脱氢酶促进氧化葡萄糖酸杆菌高效合成5-酮果糖
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Q 815

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国家“十三五”重点研发计划项目(2021YFC2100300)


Efficient Production of 5-KetoFructose by Gluconobacter oxydans via Overexpression of Fructose Dehydrogenase
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    摘要:

    5-酮果糖(5-KetoFructose, 5-KF)具有与D-果糖相似的甜度和自然甜味,且不能被人体代谢而具有低热量的优点,是一种具有发展前景的非营养型天然甜味剂。为了获得5-酮果糖高产菌株,作者将来源于Gluconobacter japonicus的膜结合的果糖脱氢酶基因在Gluconobacter oxydans中过表达,通过对不同的宿主、表达载体和启动子的筛选,获得一株能够高效合成5-KF的工程菌QT-10。在3 L发酵罐中进行补料发酵优化,最终采用恒速连续流加果糖的方式,该工程菌可在82 h内消耗质量浓度为650 g/L的D-果糖,5-KF的产量高达608 g/L,产率为94.6%,时空产率为7.41 g/(L·h)。

    Abstract:

    5-Ketofructose(5-KF) has a similar sweet taste quality as D-fructose, and cannot be metabolized by humans, giving it a low caloric value. These properties illustrate 5-KF can become a potential candidate for a non-nutritive natural sweetener. In this study, the 5-KF producing strain was constructed via overexpression of membrane-bound fructose dehydrogenase gene from Gluconobacter japonicus in Gluconobacter oxydans. By screening different expression hosts, expression vectors and promoters, the engineered strain QT-10 which can efficiently synthesis 5-KF was obtained. The fed fermentation process was optimized in a 3 L fermenter. Finally, 650 g/L D-fructose could be completely transformed in 82 h with continuous fructose-feeding strategy, and up to 608 g/L 5-KF was reached with the yield of 94.6% and the space-time yield of 7.41 g/(L·h).

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

钱 雪,赵晨休,林金萍,魏东芝.过表达果糖脱氢酶促进氧化葡萄糖酸杆菌高效合成5-酮果糖[J].食品与生物技术学报,2024,43(6):58-66.

QIAN Xue, ZHAO Chen-xiu, LIN Jin-ping, WEI Dong-zhi. Efficient Production of 5-KetoFructose by Gluconobacter oxydans via Overexpression of Fructose Dehydrogenase[J]. Journal of Food Science and Biotechnology,2024,43(6):58-66.

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