red同源重组敲除nage和manx对大肠杆菌发酵生产氨基葡萄糖的影响?

氨基葡萄糖(glcn)又称氨基葡糖或葡糖胺，是葡萄糖的一个羟基被氨基取代后的化合物，在医药和保健领域具有广泛应用。在前期研究中，我们构建了一株可高效合成glcn和其乙酰化衍生物n-乙酰氨基葡萄糖(glcnac)的重组大肠肝菌escherichiacoli-glms-gna1(在下游提取过程中用弱酸进行脱乙酰化即可将glcnac转化为glcn)。但研究发现，发酵过程中glcn和glcnac能被转运至胞内作为碳源利用，导致胞外产量显著减少。为阻断胞外glcn和glcnac向胞内的转运，利用red同源重组技术将e.coli-glms-gna1的乙酰氨基葡萄糖磷酸转运子编码基因nage和甘露糖磷酸转运子编码基因manx敲除，获得nage基因敲除的工程菌e.coli-glms-gna1-?nage和nage/manx基因双敲除的工程菌e.coli-glms-gna1-?nage-?manx，并在7l发酵罐上利用构建的工程菌进行glcn和glcnac的发酵生产。实验结果表明：培养对照菌株e.coli-glms-gna1至12h时glcn产量达到最大值4.06g/l，glcnac产量达到最大值41.46g/l；而培养单基因敲除菌株e.coli-glms-gna1-?nage至12h时glcn产量达到最大值4.38g/l(是对照菌株的1.08倍)，glcnac产量达到最大值71.80g/l(是对照菌株的1.7倍)；培养双基因敲除菌株e.coli-glms-gna1-?nage-?manx至10h时glcn产量达到最大值4.82g/l(是对照菌株的1.2倍)，glcnac产量达到最大值118.78g/l(是对照菌株的2.86倍)。这表明nage和manx基因的敲除可显著降低glcn和glcnac向胞内的转运，进而提高其在胞外的积累。研究结果对最终实现glcn的工业化生产具有一定的指导意义。