谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)生产L-缬氨酸的代谢工程研究
批准号:
31370131
项目类别:
面上项目
资助金额:
82.0 万元
负责人:
王小元
依托单位:
学科分类:
微生物遗传与生物合成
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡晓清、李烨、尹良鸿、张海灵、崔毛、赵安琪、韩国强、胡瑾瑜、马文渐
中文摘要
L-缬氨酸是人体必需氨基酸,广泛应用于食品、医药及饲料等行业,在国内外市场上供不应求。目前L-缬氨酸发酵生产主要采用传统诱变育种得到的谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum),这些菌的L-缬氨酸产量较低而杂酸较高,迫切需要进行代谢工程优化。但是C. glutamicum中L-缬氨酸的生物合成途径相当复杂,且受到产物反馈抑制和转录调控,为代谢工程改造增加了难度。本项目拟利用C. glutamicum的基因组信息,结合转录组学,从阻止杂酸合成、积累关键前体物质、解除反馈抑制和增加产物分泌等方面对C. glutamicum 进行代谢工程定向改造,使其能够最大限度地合成并分泌L-缬氨酸。本项目研究不仅有利于C. glutamicum L-缬氨酸发酵生产,而且对其它氨基酸工业生产菌的代谢工程改造具有重要的指导作用。
英文摘要
L-valine, an essential amino acid for human, is widely demanded the domestic and foreign markets in products of food, medicine and feed. L-valine is mainly produced by Corynebacterium glutamicum obtained by traditional mutagenesis,in which the L-valine yield is not high enough. Therefore, there is an urgent need for metabolic engineering optimization of the bacterium to increase its L-valine production. However, the biosynthesis pathway of L-valine in C. glutamicum are complex, and transcriptionally regulated and inhibited by L-valine, making the metabolic engineering research more difficult. This project will carry out metabolic engineering to increase L-valine production in C. glutamicum, using transcriptomics, proteomics and metabolomics to accumulate the key precursors, to break the feedback inhibition, and to increase L-valine secretion.The results would be useful for modifying industrial bacteria for production of other amino acids.
L-缬氨酸是人体必需氨基酸,广泛应用于食品、医药及饲料等行业,在国内外市场上供不应求。L-缬氨酸发酵生产主要采用传统诱变育种得到的谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum),这些菌的L-缬氨酸产量较低而杂酸较高,迫切需要进行代谢工程优化。但是C. glutamicum中L-缬氨酸的生物合成途径相当复杂,且受到产物反馈抑制和转录调控,为代谢工程改造增加了难度。本项目利用C. glutamicum的基因组信息,结合转录组学和蛋白组学,从阻止杂酸合成、积累关键前体物质、解除反馈抑制和增加产物分泌等方面对C. glutamicum 进行代谢工程定向改造,使其能够最大限度地合成并分泌L-缬氨酸。在本项目实施过程中,我们构建了适用于C. glutamicum的新型基因敲除及表达系统,并利用这些系统通过多个C. glutamicum基因的敲除及表达, 促进L-缬氨酸高效合成;通过转录组和蛋白组学研究了L-缬氨酸高产菌株C. glutamicum VWB-1的代谢网络调控;研究了Lrp对C. glutamicum VWB-1及ATCC13869中L-缬氨酸代谢调控作用,并用于L-缬氨酸高产菌株的代谢工程改造。本项目研究结果不仅有利于C. glutamicum L-缬氨酸发酵生产,而且对其它氨基酸工业生产菌的代谢工程改造具有重要的指导作用。
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Molecular evolution of threonine dehydratase in bacteria.
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DOI:
10.1371/journal.pone.0080750
发表时间:
2013
期刊:
PloS one
影响因子:
3.7
作者:
[Yu X, Li Y, Wang X]
通讯作者:
Wang X
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大肠杆菌利用木糖生产γ-氨基丁酸的代谢工程
DOI:
10.1007/s00253-017-8162-3
发表时间:
2017-02
期刊:
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影响因子:
5
作者:
[Zhao Anqi, Hu Xiaoqing, Wang Xiaoyuan]
通讯作者:
Wang Xiaoyuan
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DOI:
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发表时间:
2016-12
期刊:
AMB Express
影响因子:
3.7
作者:
[Zhao A, Hu X, Li Y, Chen C, Wang X]
通讯作者:
Wang X
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DOI:
10.1002/bab.1425
发表时间:
2016-09-01
期刊:
BIOTECHNOLOGY AND APPLIED BIOCHEMISTRY
影响因子:
2.8
作者:
[Han, Guoqiang, Hu, Xiaoqing, Wang, Xiaoyuan]
通讯作者:
Wang, Xiaoyuan
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分枝菌酸缺乏对谷氨酸棒杆菌ATCC13869细胞的影响
DOI:
10.1002/bab.1622
发表时间:
2018-05-01
期刊:
BIOTECHNOLOGY AND APPLIED BIOCHEMISTRY
影响因子:
2.8
作者:
[Gao, Yunfei, Hu, Xiaoqing, Wang, Xiaoyuan]
通讯作者:
Wang, Xiaoyuan
共 20 条
基于分子精准编辑利用大肠杆菌生物合成百日咳疫苗脂多糖抗原
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:54万元
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批准年份:2022
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负责人:王小元
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依托单位:
食源性致病菌克罗诺杆菌脂多糖分子的结构和功能研究
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批准号:31170069
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2011
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负责人:王小元
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依托单位:
大肠杆菌中类脂A分子结构的定向改造
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批准号:30870074
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项目类别:面上项目
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资助金额:40.0万元
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批准年份:2008
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负责人:王小元
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依托单位:
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批准号:30770114
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2007
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负责人:王小元
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依托单位:
国内基金
海外基金