基于2-c-甲基-d-赤藓糖醇-4磷酸途径的产紫槐二烯大肠杆菌构建及其补糖策略优化

2-c-甲基-d-赤藻糖醇-4-磷酸(2-methyl-d-erythritol-4-phosphate,mep)途径是大肠杆菌escherichiacoli唯一的萜类前体合成途径，研究表明它比甲羟戊酸(mevalonate,mva)途径具有更高的理论产率。但目前有关mep途径的调控所知非常有限，故单独强化mep途径对萜类异源合成产量的提高效果并不理想。研究中通过引入外源mep途径基因强化e.coli萜类合成的遗传改造策略和发酵过程补糖控制优化，尝试更有效地释放mep途径的潜力，建立青蒿素前体——紫槐二烯的高密度发酵过程。研究结果表明共表达阿维链霉菌streptomycesavermitilisdxs2基因和枯草芽胞杆菌bacillussubtilisidi基因可使紫槐二烯的摇瓶发酵产量比野生菌株提高12.2倍。随后针对该菌株建立了高密度发酵过程，发现稳定期的中前期(24?72h)是产物合成的关键期，通过稳定期补糖速率的调整，明显改善了产物合成速度，使紫槐二烯的产量从2.5g/l提高到了4.85g/l，但不影响产物积累的周期。考虑到72h后菌体老化可能会影响产物合成，进一步采取了调整对数期的补糖速率控制菌体生长的策略，使紫槐二烯的产量达到6.1g/l。研究结果为基于mep途径的萜类异源合成工程菌构建及其发酵工艺的建立奠定了基础。