大肠杆菌的代谢工程及固定CO2生产二元羧酸的研究

随着经济发展，我国的石油消耗和二氧化碳排放日益增长，二氧化碳排放量已占世界第二。使用可再生资源生产化工原料和固定生产活动排放的二氧化碳对于维持经济可持续发展具有重要意义。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、丙酮酸羧化酶和苹果酸脱氢酶催化的反应具有固定二氧化碳的功能，本研究拟采用基因重组技术对大肠杆菌进行代谢工程改造，利用缺失丙酮酸甲酸裂合酶和乳酸脱氢酶的大肠杆菌为宿主，表达外源丙酮酸羧化酶或扩增大肠杆菌苹果酸脱氢酶，固定二氧化碳并生产四碳二元酸（琥珀酸、苹果酸或延胡索酸）。对构建的基因工程菌进行发酵动力学和物料平衡研究，代谢流分布研究，并进行二元酸发酵与乙醇发酵耦合试验，将乙醇发酵产生的二氧化碳固定生产二元酸。本研究的结果可望为利用可再生资源生产化工原料并固定二氧化碳探索可行的手段。