论文摘要
【背景】氨甲酰磷酸是生物合成代谢中精氨酸与嘧啶的重要前体物质,在工业微生物生产精氨酸与嘧啶及其衍生物中发挥关键作用。【目的】在大肠杆菌Escherichia coli BW25113中比较氨甲酰磷酸不同合成途径的催化效率。【方法】在大肠杆菌Escherichia coli BW25113中过表达鸟氨酸氨甲酰基转移酶（OTC）的基础上,分别过表达大肠杆菌自身的氨基甲酸激酶（CK）和氨甲酰磷酸合酶（CPSⅡ）并表征其反应效果。通过优化底物供应（调整底物浓度与引入L-谷氨酰胺合成酶）对CK与CPSⅡ的催化反应进行优化。【结果】在大肠杆菌中过表达OTC,建立细胞水平氨甲酰磷酸检测体系。在此基础上比较不同来源的CK,发现大肠杆菌来源的CK效果最好,50mmol/LNH4HCO3条件下全细胞催化9h得到2.95±0.15mmol/LL-瓜氨酸;过表达CPSⅡ时,50mmol/LL-谷氨酰胺催化9h得到3.16±0.29 mmol/L L-瓜氨酸。通过改变底物NH4HCO3浓度和引入外源L-谷氨酰胺合成酶（GS）等方式对CK与CPSⅡ的催化反应分别进行优化后,100 mmol/L NH4HCO3条件下,L-瓜氨酸浓度分别提高至4.67±0.55mmol/L和6.12±0.38mmol/L,且过表达GS后CPSⅡ途径可以利用NH3,不需要额外添加L-谷氨酰胺。【结论】引入L-谷氨酰胺合成酶后的CPSⅡ途径合成氨甲酰磷酸的能力优于CK途径,为精氨酸、嘧啶及其衍生物的合成提供了一种更加高效的策略。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 张译文,林白雪,陶勇
关键词: 氨甲酰磷酸,氨基甲酸激酶,氨甲酰磷酸合成酶,瓜氨酸
来源: 微生物学通报 2019年09期
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 生物学
单位: 中国科学院微生物研究所微生物生理与代谢工程重点实验室,中国科学院大学
基金: 国家自然科学基金(31670051)~~
分类号: Q939.9
DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190271
页码: 2111-2120
总页数: 10
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标签：氨甲酰磷酸论文; 氨基甲酸激酶论文; 氨甲酰磷酸合成酶论文; 瓜氨酸论文;