大腸桿菌MEP途徑的構(gòu)建及其產(chǎn)異戊二烯的研究.pdf

1、異戊二烯是一種重要化工平臺(tái)化合物，主要用作合成橡膠的單體。目前，異戊二烯主要通過(guò)石油裂解精餾獲取。隨著化石資源的逐漸枯竭，研究者們開(kāi)始尋找新的生產(chǎn)異戊二烯的方法。利用微生物轉(zhuǎn)化可再生的生物質(zhì)資源合成異戊二烯具有可持續(xù)性，環(huán)境友好性等特點(diǎn)，近年來(lái)受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。
　　生物法合成類異戊二烯化合物的共同前體物質(zhì)為二甲基丙烯焦磷酸(DMAPP)和異戊二烯焦磷酸(IPP)，其中，DMAPP能夠在異戊二烯合成酶(IspS)的催化作用下生

2、成異戊二烯，而IPP和DMAPP可以在異戊二烯焦磷酸異構(gòu)酶的作用下相互轉(zhuǎn)化，因此我們推測(cè)異戊二烯焦磷酸異構(gòu)酶的異源表達(dá)有助于生物法合成異戊二烯產(chǎn)量的提高。
　　本研究分別克隆了來(lái)自大腸桿菌的異戊二烯焦磷酸異構(gòu)酶基因(idi)和來(lái)自枯草芽孢桿菌的異戊二烯焦磷酸異構(gòu)酶基因(fni)，構(gòu)建到原核表達(dá)載體上，并在大腸桿菌BL21(DE3)中異源過(guò)量表達(dá)。通過(guò)聚丙烯酰胺凝膠電泳證明了二者均以可溶性的形式表達(dá)，通過(guò)酶活測(cè)定驗(yàn)證了二者的催化功能

3、。然后將這兩個(gè)不同來(lái)源的異戊二烯焦磷酸異構(gòu)酶分別導(dǎo)入到能夠合成β-胡蘿卜素和異戊二烯的工程菌株中，比較了它們對(duì)于這兩種類異戊二烯化合物產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，來(lái)自枯草芽孢桿菌的異戊二烯焦磷酸異構(gòu)酶具有更高的活性，對(duì)β-胡蘿卜素和異戊二烯的產(chǎn)量有明顯的促進(jìn)作用，該酶的異源表達(dá)使β-胡蘿卜素的含量由1.08 mg/L提高到3.25 mg/L，異戊二烯的產(chǎn)量由0.80 mg/L提高到2.96 mg/L;而表達(dá)來(lái)自大腸桿菌異戊二烯焦磷酸異構(gòu)酶的工