產(chǎn)番茄紅素大腸桿菌的構(gòu)建和發(fā)酵條件優(yōu)化.pdf

1、番茄紅素是類胡蘿卜素家族中的典型代表，在食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。番茄紅素作為生物抗氧化劑能預(yù)防低密度脂蛋白和膽固醇的氧化，對(duì)人類的健康起到重要作用。近年來(lái)，重組大腸桿菌生產(chǎn)番茄紅素成為生物發(fā)酵法合成番茄紅素的研究熱點(diǎn)。
　　首先，從產(chǎn)β-胡蘿卜素重組大腸桿菌CAR001出發(fā)，利用兩步同源重組技術(shù)，敲除β-胡蘿卜素合成基因簇中的玉米黃素糖基轉(zhuǎn)移酶基因crtX和番茄紅素β-環(huán)化酶基因crtY，將CAR001轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣?/p>

2、番茄紅素的重組大腸桿菌LYC001，經(jīng)搖瓶發(fā)酵，番茄紅素的產(chǎn)量達(dá)10.49 mg/L，單位細(xì)胞含量達(dá)6.52 mg/g DCW。
　　其次，通過(guò)提高α-酮戊二酸脫氫酶基因(sucAB)、轉(zhuǎn)醛酶基因（talB）和丁二酸脫氫酶基因(sdhABCD)的表達(dá)強(qiáng)度來(lái)提高ATP和NADPH的供給。三羧酸(TCA)循環(huán)中sucAB基因的調(diào)控使番茄紅素產(chǎn)量提高64％;組合調(diào)控TCA循環(huán)中sucAB基因和磷酸戊糖(PPP)途徑中talB基因，使番茄

3、紅素產(chǎn)量提高70％;組合調(diào)控TCA循環(huán)中sucAB、sdhABCD基因和PPP途徑中talB基因，使番茄紅素產(chǎn)量提高76％，獲得菌株LYC005的番茄紅素產(chǎn)量達(dá)18.91mg/L，單位細(xì)胞含量達(dá)11.53 mg/g DCW。研究表明對(duì)TCA循環(huán)和PPP途徑的改造能顯著提高番茄紅素的生產(chǎn)能力。
　　再次，通過(guò)核糖體結(jié)合位點(diǎn)(RBS)文庫(kù)對(duì)2-C-甲基-D-赤蘚糖醇-4-磷酸(MEP)途徑的關(guān)鍵基因進(jìn)行調(diào)控，增加異戊烯焦磷酸(IPP)

4、和二甲基丙烯基焦磷酸(DMAPP)的供給，從而提高番茄紅素的產(chǎn)量。通過(guò)對(duì)MEP途徑關(guān)鍵基因異戊烯焦磷酸異構(gòu)酶基因（idi）和1-脫氧-木酮糖-5-磷酸合成酶基因（dxs）以及番茄紅素合成基因簇(crt)進(jìn)行RBS文庫(kù)調(diào)控，番茄紅素產(chǎn)量分別提高了13％、13％和14％。組合調(diào)控這三個(gè)基因使番茄紅素產(chǎn)量提高了32％，獲得菌株LYC010的番茄紅素產(chǎn)量達(dá)26.33mg/L，單位細(xì)胞含量達(dá)15.22 mg/g DCW。結(jié)果表明使用RBS文庫(kù)調(diào)控