不同启动子过表达xylR基因提高大肠杆菌的葡萄糖-木糖共利用能力

　　

摘要：

目的 为削弱碳代谢抑制效应（carbon catabolite repression, CCR），提高大肠杆菌对葡萄糖-木糖共利用能力。 方法 以产D-乳酸的大肠杆菌工程菌JH15为出发菌，利用带有4种启动子（PcysG、PrrsA、PJ23119和PpflBp6）的pBR322质粒过表达木糖调控因子的编码基因xylR，构建重组菌株CX-A15、RX-A15、JX-A15和PX-A15。通过qPCR检测和发酵实验比较各菌株在30 g/L葡萄糖+20 g/L木糖的碳源条件下木糖转运与代谢基因的转录水平与发酵性能的变化。 结果 过表达xylR后，各重组菌株的木糖代谢关键基因xylA和xylB，以及木糖转运相关基因xylF、xylG和xylH的转录水平均有提高。相较于出发菌株JH15，重组菌株CX-A15、RX-A15、JX-A15、PX-A15木糖消耗速率分别提高了22%、84%、206%、209%；D-乳酸生产速率分别提高了8%、27%、97%、98%；其中JX-A15，PX-A15菌株在48 h内可完全消耗完碳源，D-乳酸产量达到最大，发酵周期较JH15的84 h缩短了43%。 结论 通过启动子PJ23119和PpflBp6过表达基因xylR，能有效降低CCR效应，在保证D-乳酸产量的同时，显著提高D-乳酸工程菌对葡萄糖和木糖的共利用，提高生产强度，缩短发酵周期，为促进利用木质纤维素等廉价发酵原料进行工业化发酵提供技术支持。