基于丝状真菌里氏木霉构建L-苹果酸合成的细胞工厂

【作者】 陈雨蒙； 王蒙； 王玮； 魏东芝；

【机构】 生物反应器工程国家重点实验室华东理工大学；

【摘要】 L-苹果酸是一种重要的平台化学品,具有广泛的工业用途,市场需求巨大。丝状真菌里氏木霉(Trichoderma reesei)是美国食药监局定义的安全微生物,距今已有七十多年的研究历史。本研究以里氏木霉原始菌株QM6a作为出发菌株,通过引入米曲霉(Aspergillus oryzae)来源的四碳二元羧酸转运蛋白AoMAE1,增强L-苹果酸从细胞质向细胞外的转运能力;引入米曲霉来源的丙酮酸羧化酶AoPYC,将更多的碳流引入rTCA途径,增强L-苹果酸的合成能力;阻断L-苹果酸的降解途径,最终构建工程菌株,以葡萄糖为底物发酵生产L-苹果酸,其在摇瓶和5 L发酵罐的L-苹果酸发酵水平分别达到105 g/L和220.5g/L。同时,研究发现:里氏木霉存在内源的L-苹果酸合成转运途径。研究通过强化内源的苹果酸转运蛋白Tr MAE1、胞质丙酮酸羧化酶Tr PYC及葡萄糖转运蛋白Tr HXT1,在不引入任何外源基因的前提下,成功高产L-苹果酸,其最高发酵产量在5 L发酵罐水平达到235.8 g/L,得率高达1.48摩尔L-苹果酸没摩尔葡萄糖。本研究为理解和重塑L-苹果酸合成途径提供了新的见解。更多还原