大肠杆菌利用甘露糖生产2'-岩藻糖基乳糖的途径构建及优化

李莎; 胡雅雯; 李俊众; 孙雪; 李玉; 李庆刚

doi:10.13364/j.issn.1672-6510.20240123

天津科技大学学报 ›› 2025, Vol. 40 ›› Issue (6) : 29 -36+75. DOI: 10.13364/j.issn.1672-6510.20240123

大肠杆菌利用甘露糖生产2'-岩藻糖基乳糖的途径构建及优化

李莎, 胡雅雯, 李俊众, 孙雪, 李玉, 李庆刚

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摘要

2'-岩藻糖基乳糖(2'-fucosyllactose,2'-FL)是一种岩藻糖基修饰的人乳寡糖，在婴幼儿的生长发育中起着重要作用。利用微生物合成2'-FL是实现其大规模生产的可行方法，但是在其合成过程中碳源的利用效率较低，限制了2'-FL生产水平的进一步提高。本研究构建一种可以使菌株利用甘油进行自身生长，利用甘露糖进行2'-FL生产的细胞生长与生产互不干扰的新策略，在大肠杆菌(Escherichia coli)中敲除了磷酸甘露糖异构酶基因manA，获得了可以利用甘油进行菌株生长、利用甘露糖进行2'-FL生产的工程菌株，2'-FL的转化率由原有的10.77%提高至53.80%；通过敲除前体物GDP-岩藻糖的分支途径、优化关键酶α-1,2-岩藻糖基转移酶和甘露糖-1-磷酸鸟苷酰转移酶的表达水平，提高2'-FL的产量，通过测定菌株生长情况及甘露糖的转化率对这一策略进行了理论验证，后续会将这种方法应用到实验室已有的2'-FL高产菌株中，进一步提高甘露糖到2'-FL的转化率，为构建高效合成2'-FL的工业菌株提供参考。