一步法生产 5 戊二胺谷氨酸棒杆菌 基因工程菌的构建.pdfVIP

中国生物工程杂志　ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，３０（８）：９３９９ 一步法生产１，５戊二胺谷氨酸棒杆菌 基因工程菌的构建  牛　涛　黎　明 　张俊环　宋馨宇　张建中 （工业微生物教育部重点实验室天津科技大学 生物工程学院　天津　３００４５７） 摘要　１，５戊二胺是一种重要的化工原料，发酵法生产１，５戊二胺是一条新颖且具有潜在竞争力 的生产途径。以蜂房哈夫尼菌（Ｈａｆｎｉａａｌｖｅｉ）ＡＳ１．１００９基因组为模板，通过 ＰＣＲ扩增，得到大小 约为２．２ｋｂ的赖氨酸脱羧酶基 因 ｌｄｃ。以大肠杆菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ）／谷氨酸棒杆菌 （Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ）穿梭质粒ｐＸＭＪｌ９为载体，将扩增得到的目的基因片段克隆至谷氨酸 棒杆菌Ｃ．ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍＴＫ２６ ，获得重组菌株 Ｃ．ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍＴＫ２６ ／ｐＸＭＪｌ９ｌｄｃ．在摇瓶发酵水 ０５１２ ０５１２ 平上，通过ＩＰＴＧ诱导ｌｄｃ基因的表达，并采用反相高效液相色谱方法测定了发酵液中１，５戊二胺 的含量，结果显示，经３６ｈ发酵，工程菌Ｃ．ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍＴＫ２６ ／ｐＸＭＪ１９ｌｄｃ的１，５戊二胺产量为 ０５１２ ０．９６ｇ／Ｌ。 关键词　赖氨酸脱羧酶　谷氨酸棒杆菌　１，５戊二胺 中图分类号　Ｑ７８５　Ｑ７８６ 　　１，５戊二胺，即尸胺是生物体内广泛存在的具有生 部件、机械零部件、电子电器、包装材料、胶粘剂及化妆 物活性的含氮碱，为蛋白质腐败时赖氨酸在脱羧酶作 品等领域。每年全世界大约生产 １２０００００吨尼龙，其 用下发生脱羧反应时生成。在农业上，产物 １，５戊二 中尼龙６和尼龙６６约占９０％。尼龙６６是由己二胺和 胺可用于调控植物衰老过程、促进雌雄蕊的发育，改善 己二酸 １∶１聚合生成。１，５戊二胺是赖氨酸脱羧的产 ［１，２］ 植物果实发育，提高果实产量 ；在医学上，它也可作 物，与己二胺互为同系物，在结构上与己二胺非常相 ［３］ 似，可以替代由石油制备的己二胺，已有技术可以将尸 为一种有效治疗痢疾的药物 ；在工业上，将 １，５戊二 胺与二元酸进行聚合反应可合成优质高分子材料——— 胺精炼后和己二酸共聚合成具有实用性的尼龙５６，尼 ［４］ ［４］ 新型尼龙 。此外，１，５戊二胺是微生物细胞内调节铁 龙５６是一种耐高温的新型塑料 。 ［５］ 　　１，５戊二胺化学合成法采用以不可再生的战略石 离子浓度的“铁亲和系统”的主要组成成分 ；１，５戊 ［６］ 油作为原料，环境污染严重，无法实现可持续发展。利 二胺在关闭孔蛋白通道方面也起着重要的作用 ；而 且 它 还 是 反 刍 兽 新 月 单 胞 菌 （Ｓｅｌｅｎｏｍｏｎａｓ 用生物法转化可再生资源来生产 １，５戊二胺，具有污 ｒｕｍｉｎａｎｔｉｕｍ）、嗜碱性韦荣球菌（Ｖｅｉｌｌｏｎｅｌｌａａｌｃａｌｅｓｃｅｎｓ）， 染小，环境友好，可持续发展等优点，如果我们能成功 小韦荣球菌（Ｖ．ｐａｒｖｕｌａ），和解脂厌氧弧菌（Ａｎａｅｒｏｖｉｂｒｉｏ 开发出利用微生物转化可再生资源来生产 １，５戊二胺 ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）等一些严格厌氧的格兰氏阴性菌的肽聚糖的 的方法，这无疑会在缓解能源危机和遏制全球气候变 ［７９］