基于全局转录机器工程生产3-羟基丙酸及其调控机理

3-羟基丙酸是新兴的重要平台化合物。将醛脱氢酶基因与甘油脱水酶基因构建为多顺反子重组式共表达载体，转化克雷伯肺炎杆菌，建立从甘油→3-羟基丙醛→3-羟基丙酸的代谢途径。基于RNA聚合酶sigma因子对基因组中启动子的广泛识别及其偏好性，用易错PCR法构建Sigma基因突变文库，转化克雷伯肺炎杆菌后，在高底物浓度选择压力下筛选3-羟基丙酸高产菌株。为阐明高产之原因，进行关键酶活性测定和代谢流量分析；并用抑制性消减杂交法分离高浓度压力下的差异表达基因，依照GenBank测序图谱将其进行染色体定位，从中获悉分布信息；同时利用KEGG数据库将编码酶的基因定位于代谢途径。根据上述结果综合分析sigma因子的全局调控机理，找准代谢瓶颈，为菌种的精细调控奠定基础。本研究在异源途径重组基础上开展全局转录机器工程，为生物炼制的新思路，不仅获得3-羟基丙酸高产菌，而且为大宗工业发酵菌种的遗传改造奠定理论基础。