大肠杆菌工程菌株合成2-苯乙醇

摘要

2-苯乙醇是一种芳香醇，作为一种关键的平台化合物，主要用于合成苯乙醇苷药物，这类药物在治疗帕金森病等方面具有显著功效．随着合成生物学的快速发展，利用微生物细胞工厂生产2-苯乙醇受到越来越多的关注．本文以前期构建的产L-苯丙氨酸的Escherichia coli BW25113 BTR19工程菌为出发菌株，通过代谢工程策略优化人工途径，降低中间产物积累，评价工程菌利用廉价的葡萄糖发酵生产2-苯乙醇的能力．进一步通过筛选苯丙酮酸脱羧酶、优化培养条件等策略提高大肠杆菌细胞工厂发酵合成2-苯乙醇的能力．相较于出发菌株，工程菌EMSW103在摇瓶中合成2-苯乙醇的产量达到190 mg/L，而通过引入抗反馈抑制的AroG^D146N和PheA^T326P的工程菌EMSW109将2-苯乙醇的产量提高到了280 mg/L．然后将发酵条件进行优化，包括温度、转速、组分等内容，进行了单因素分析实验和正交优化实验，得到了优化后的培养基条件．工程菌EMSW110利用优化后的培养基成分作为原料能够生产出947 mg/L的2-苯乙醇，增幅为初始培养基的1.43倍．通过代谢工程策略和发酵过程优化，提高大肠杆菌合成2-苯乙醇能力的同时，挖掘出一个大规模地利用生物质原料发酵生产2-苯乙醇的潜力宿主，为生产2-苯乙醇提供了理论和实践基础．

关键词

生物工程 / 合成生物学 / 生物技术 / 2-苯乙醇 / 大肠杆菌

基金资助

国家自然科学基金资助项目(32070062); 广东省重点研发计划资助项目(2020B0303070002)