过量表达苹果酸脱氢酶对大肠杆菌NZN111产丁二酸的影响
Effect of overexpression of malate dehydrogenase on succinic acid production in Escherichia coli NZN111
投稿时间:2010-12-10  
DOI:  
中文关键词:苹果酸脱氢酶,大肠杆菌NZN111,丁二酸,两阶段发酵
英文关键词:malate dehydrogenase, Escherichia coli NZN111, succinic acid, dual-phase fermentation
基金项目:国家自然科学基金 (No. 21076105),国家重点基础研究发展计划 (973计划) (No. 2009CB724701) 资助。
作者单位E-mail
梁丽亚 南京工业大学 生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室南京 210009  
马江锋 南京工业大学 生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室南京 210009  
刘嵘明 南京工业大学 生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室南京 210009  
王光明 南京工业大学 生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室南京 210009  
徐冰 南京工业大学 生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室南京 210009  
张敏 南京工业大学 生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室南京 210009  
姜岷 南京工业大学 生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室南京 210009 bioengine@njut.edu.cn 
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中文摘要:
      大肠杆菌NZN111是敲除了乳酸脱氢酶的编码基因 (ldhA) 和丙酮酸-甲酸裂解酶的编码基因 (pflB) 的工程菌,厌氧条件下由于辅酶NAD(H) 的不平衡导致其丧失了代谢葡萄糖的能力。构建了苹果酸脱氢酶的重组菌大肠杆菌NZN111/pTrc99a-mdh,在厌氧摇瓶发酵过程中通过0.3 mmol/L的IPTG诱导后重组菌的苹果酸脱氢酶 (Malate dehydrogenase,MDH) 酶活较出发菌株提高了14.8倍,NADH/NAD+的比例从0.64下降到0.26,同时NAD+和NADH浓度分别
英文摘要:
      Escherichia coli NZN111 is a double mutant with lactate dehydrogenase (ldhA) and pyruvate formate-lyase (pflB) inactivated. Under anaerobic conditions, disequilibrium of coenzyme NADH and NAD+ causes Escherichia coli NZN111 losing the glucose utilizing capability. In this study, we constructed a recombinant strain E. coli NZN111/pTrc99a-mdh and overexpressed the mdh gene with 0.3 mmol/L of IPTG under anaerobic fermentation condition in sealed bottles. The specific malate dehydrogenase (MDH) activity in the recombinant strain was 14.8-fold higher than that in E. coli NZN111. The NADH/ NAD+ ratio decreased from 0.64 to 0.26 and the concentration of NAD+ and NADH increased 1.5-fold and 0.2-fold respectively. Under anaerobic conditions, the recombinant strain possessed the capability of growth and glucose absorption. We took dual-phase fermentation for succinate production. After the dry cell weight (DCW) reached 6.4 g/L under aerobic conditions, the cell culture was changed to anaerobic conditions. After 15 h, 14.75 g/L glucose was consumed and succinic acid reached 15.18 g/L. The yield of succinic acid was 1.03 g/g Glu and the productivity of succinic acid was 1.012 g/(L·h).
梁丽亚,马江锋,刘嵘明,王光明,徐冰,张敏,姜岷.过量表达苹果酸脱氢酶对大肠杆菌NZN111产丁二酸的影响[J].生物工程学报,2011,27(7):1005~1012
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