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摘要背景：通过生物化学转化从可再生生物质中获得的生物燃料和增值生物化学品已引起广泛关注，以满足全球可持续能源和环境目标。异丁醇是一种四碳醇，具有许多优点，使其成为有吸引力的化石燃料替代品。运动发酵单胞菌是一种高效的厌氧产乙醇细菌，使其成为生物精炼厂的有前途的工业平台。结果：在本研究中，研究了异丁醇对运动发酵单胞菌的影响，并构建了各种生产异丁醇的重组菌株。结果表明，运动发酵单胞菌亲本菌株能够在低于 12 g/L 的异丁醇存在下生长，而浓度高于 16 g/L 会抑制细胞生长。运动发酵单胞菌中异丁醇生产需要整合编码 2-酮异戊酸脱羧酶的异源基因，例如来自乳酸乳球菌的 kdcA。此外，在由四环素诱导启动子 Ptet 驱动的含有 kdcA 基因的重组菌株中，异丁醇产量从接近零提高到 100–150 mg/L。另外，我们确定在表达 kdcA 的重组 Z. mobilis 菌株中过表达异源 als 基因和两个参与缬氨酸代谢的天然基因（ ilvC 和 ilvD ）可将丙酮酸从乙醇生产转移到异丁醇生物合成。这一工程将异丁醇产量提高到 1 g/L 以上。最后，确定了含有由 Ptet 驱动的合成操纵子 als - ilvC - ilvD 和由组成型强启动子 Pgap 驱动的 kdcA 基因的重组菌株大大提高了异丁醇产量，最高滴度约为 4.0 g/L。最后，异丁醇生产受到通气的负面影响，通气较差的烧瓶中会产生更多的异丁醇。结论：这项研究表明，kdcA 与合成异源操纵子 als - ilvC - ilvD 的过度表达对于将丙酮酸从乙醇生产中转移出来以增强异丁醇的生物合成至关重要。此外，这项研究还提供了一种利用缬氨酸代谢途径在 Z. mobilis 中生产其他丙酮酸衍生生物化学物质的策略。关键词：Zymomonas mobilis、生物燃料、异丁醇、代谢工程、丙酮酸衍生生物化学物质、2-酮异戊酸脱羧酶 (Kdc)
运动发酵单胞菌代谢工程用于厌氧异丁醇生产
主要关键词
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