富马酸酶基因过表达提升嗜乙酰乙酸棒杆菌琥珀酸产量

"过表达富马酸酶提高嗜乙酰乙酸棒杆菌产琥珀酸" 本文探讨了通过过表达富马酸酶来增强嗜乙酰乙酸棒杆菌（Corynebacterium acetoacidophilum）产琥珀酸的能力。琥珀酸是一种具有广泛应用前景的大宗化学品，广泛应用于医药、食品、化工等多个领域。为了提高其生产效率，研究者们采取了一种创新策略，即利用来源于天然产琥珀酸放线杆菌（Actinobacillus succinogenes）的富马酸酶基因。 实验中，研究人员首先在嗜乙酰乙酸棒杆菌中敲除了乳酸脱氢酶基因（ldh），以减少副产物乳酸的生成，随后将富马酸酶基因异源表达在改造后的菌株中，构建出基因工程菌株△ldh/fum和△ldh/pyc/fum。这一操作旨在改变菌株的代谢途径，使其更有效地转化为琥珀酸。 实验结果显示，外源富马酸酶的引入显著提升了菌株在好氧条件下的生长速度和菌体量，表明这种改造增强了菌株的代谢活性。在缺氧条件下进行发酵时，这些工程菌株的琥珀酸合成碳流量增加了10%以上，同时积累的琥珀酸浓度也有所提高，这进一步证实了富马酸酶过表达对于琥珀酸生产的积极影响。 为了优化发酵过程，研究者采用了两阶段的发酵策略。第一阶段为好氧培养，使菌体生长达到稳定期，接着在3L发酵罐中加入适量葡萄糖和碳酸氢钠，调整初始pH低于8.2，转为限氧发酵。在特定的工艺参数下（如通气量0.05vvm，温度30℃，转速380r/min，pH7.6），经过90小时的发酵，琥珀酸的浓度可以达到108g/L，这是一个相当高的产率，表明过表达富马酸酶是提高嗜乙酰乙酸棒杆菌产琥珀酸的有效方法。 关键词：琥珀酸；嗜乙酰乙酸棒杆菌；琥珀酸放线杆菌；富马酸酶；发酵 这项工作不仅揭示了代谢工程在微生物生产琥珀酸中的应用潜力，也为微生物代谢调控提供了新的见解。通过定向改造微生物的代谢途径，可以实现更高效、更环保的化学品生产，为未来的生物制造产业提供了有价值的参考。同时，该研究也为后续深入探究其他大宗化学品的生物合成途径提供了借鉴。