《大腸桿菌合成5-氨基乙醯丙酸的調控機制研究》是依託山東大學，由祁慶生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大腸桿菌合成5-氨基乙醯丙酸的調控機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：祁慶生
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
5-氨基乙醯丙酸（ ALA）廣泛存在於動植物和微生物細胞中，它是所有吡咯化合物包括細胞色素、亞鐵血紅素、維生素B12葉綠素等的前體物，在生物體的代謝中非常重要！在前期的工作中，我們構建了能夠過量積累ALA的大腸桿菌工程菌。理論上通過抑制代謝途徑中膽色素原合酶（HemB）的活性可以進一步提高ALA的產量，但由於HemB是必須基因不能敲除，於是我們設計了HemB的可控降解。然而初步試驗發現在HemB的可控降解沒有引起ALA積累的增加，反而使其減少。因此，在本研究中我們設計了以下實驗：1、分析HemB可控降解後C5途徑蛋白的表達和酶活的變化，以及可能存在的相互作用；2、分析大腸桿菌生理代謝的變化和ALA的積累情況及相互關係；3、在轉錄組水平上分析HemB可控降解對大腸桿菌的影響。我們希望通過這些研究能夠解決ALA合成調控機制的關鍵問題，並以此為基礎進一步調控ALA的合成。
結題摘要
5-氨基乙醯丙酸（ ALA）廣泛存在於動植物和微生物細胞中，它是所有吡咯化合物包括細胞色素、亞鐵血紅素、維生素B12葉綠素等的前體物，在生物體的代謝中非常重要。在前期的工作中，我們構建了能夠過量積累ALA的大腸桿菌工程菌。理論上通過抑制代謝途徑中膽色素原合酶（HemB）的活性可以進一步提高ALA的產量，但由於HemB是必須基因不能敲除。因此，在本研究中我們設計了HemB的可控降解。1、分析HemB可控降解後C5途徑蛋白的表達和酶活的變化，以及可能存在的相互作用；2、分析大腸桿菌生理代謝的變化和ALA的積累情況及相互關係；3、在轉錄組水平上分析HemB可控降解對大腸桿菌的影響。通過HemB的降解、小RNA表達調控、基因組規模的代謝途徑分析以及轉錄組學分析，在研究ALA與heme調控機理的基礎上進一步系統調控ALA的合成。同時通過構建ALAC4生物合成途徑及發酵工藝最佳化，首次提出ALA雙階段發酵策略，實現了搖瓶生產中ALA產量達到14.7g /L以上。和傳統生產路線相比，生產成本降低30%以上。該工程菌菌株具有很好的工業化套用前景。
