共表达NAPRTase和PYC对大肠杆菌产丁二酸影响的研究

"共表达烟酸转磷酸核糖激酶和丙酮酸羧化酶对大肠杆菌NZN111产丁二酸的影响 (2014年)" 这篇论文研究了在生物工程领域中，通过基因工程技术改造大肠杆菌E.coli NZN111以提高丁二酸（一种重要的有机酸）的生产效率。研究人员构建了一个重组质粒pTrc99apncBpyc，该质粒包含两个关键基因：烟酸转磷酸核糖激酶（NAPRTase）和丙酮酸羧化酶（PYC）。NAPRTase在生物体内参与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD(H)）的合成路径，而PYC则是丙酮酸转化为草酰乙酸的关键酶，这两步反应都是代谢过程中的重要环节。 在重组菌E.coli NZN111/pTrc99apncBpyc中，NAPRTase和PYC的比酶活显著提高，分别达到了20.75和1.04 U/mg。这种增强的酶活性导致了NADH、NAD+以及NAD(H)总量的增加，这些辅酶在细胞内的氧化还原反应中起着至关重要的作用，特别是在能量代谢和物质转化过程中。NADH是细胞内电子传递链的重要供体，NAD+则是许多脱氢酶的辅因子，参与多种代谢途径。 在厌氧条件下进行的摇瓶发酵实验显示，经过48小时的培养，重组菌能有效地利用17.5 g/L的葡萄糖，生成14.08 g/L的丁二酸，相较于未改造的菌株，丁二酸的产量有了显著提升。同时，丙酮酸的产量显著降低至0.11 g/L，这表明通过共表达NAPRTase和PYC，细胞的代谢途径被有效地导向了丁二酸的合成，减少了副产物丙酮酸的积累。 这项研究的结果为基因工程菌在厌氧条件下高效生产丁二酸提供了理论依据和实践基础。通过优化微生物的代谢途径，可以提高目标产物的产率和细胞的代谢效率，对于工业生物技术中的生物制造过程具有重要意义。通过这种方法，可以为丁二酸的大规模生产提供经济、环保且高效的解决方案，丁二酸作为一种重要的化工原料，广泛应用于医药、食品、塑料和电池等行业。因此，这样的研究成果对于推动生物技术在绿色化学产业的应用和发展具有积极的促进作用。