产高纯度D-乳酸大杨杆菌的构建及发酵.pdfVIP

第 12 卷第 6 期 过 程 工 程 学 报 Vol.12 No.6 2012 年 12 月 The Chinese Journal of Process Engineering Dec. 2012 产高纯度 D-乳酸大杨杆菌的构建及发酵 赵 筱， 田 甜， 赵锦芳， 王永泽， 王金华 (湖北工业大学生物工程学院发酵工程教育部重点实验室，湖北 武汉 430068) 摘 要：以可利用蔗糖的Escherichia coli W 为出发菌株，敲除产生副产物的相关基因(adhE, frdBC , pta , pflB , aldA) ， 为促进蔗糖利用，还敲除蔗糖启动子的抑制基因(cscR) ，构建了D-乳酸工程菌 WD 206. 结果表明，该菌经 72 h 发酵 可有效将 100 g/L 蔗糖转化生成 88.15 g/L 乳酸，产率为 84%，占代谢产物的 99.5%, D-乳酸的光学纯度达 99%. 关键词：D-乳酸；大肠杆菌；基因工程；蔗糖发酵 中图分类号：Q812 文献标识码：A 文章编号：1009−606X(2012)06−0989−07 1 前 言 但该菌株设计存在两大缺陷，一是敲除ppc 后必须使用 有机培养基，二是同时敲除 aceEF-lpd 及pflB 使工程菌 乳酸(Lactic Acid, LA)是世界上公认的三大有机酸 无法由丙酮酸合成乙酰辅酶 A ，为保持生长，需加入乙 之一，由其聚合的多聚乳酸(Poly Lactic Acid, PLA)制成 酸作为辅助碳源，增加成本. 以上2 种菌与大多数工程 的产品具有很好的生物相容性，且有一定的耐菌性、阻 菌一样，不能直接利用蔗糖进行发酵；而可利用蔗糖的 燃性和抗紫外性，因此，乳酸及其衍生物在酿造、食品、 工程菌大多带有可利用蔗糖的基因质粒，质粒的不稳定 农业、医药、化工、皮革、烟草、印染、纺织等行业中 [10] 性限制了这些菌株的发酵能力 . 用途广泛[1,2]. 开发应用抗热性多用途的聚乳酸新型材 本研究以可利用蔗糖的野生菌 E. coli W(ATCC 料对生产高旋光度 D-乳酸提出了严格要求. 研究[3,4]表 + 9637, Scr )为出发菌株，通过敲除蔗糖启动子的抑制基 明，以5%聚 D-乳酸(Poly D-Lactic Acid, PDLA)与 95% 因(cscR)促进蔗糖降解；同时敲除其他竞争性发酵产物 聚 L-乳酸(Poly L-Lactic Acid, PLLA)聚合而成的聚乳酸 的相关代谢基因(adhE, frdBC , pta , pflB , aldA) 以构建可 立体复合材料 PDLA/PLLA 抗热性显著提高，PDLA 达 在无机盐培养基中生长的 D-乳酸工程菌. 该菌具有利 50%时抗热性可达473.15 K ，可制成高抗热性材料. 因