hprK基因敲除及對其枯草芽孢桿菌核黃素發(fā)酵的影響

枯草芽孢桿菌在葡萄糖豐富的環(huán)境中,胞內(nèi)糖分解代謝物濃度的提高將引起碳分解代謝物阻遏效應(yīng)(CCR)及糖吸收的抑制,對核黃素等發(fā)酵過程產(chǎn)生不利影響.通過缺陷細(xì)胞的分解代謝物控制蛋白A(CcpA)可以解除CCR效應(yīng),但不能解除糖吸收的抑制.磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)(PTS)是枯草芽孢桿菌主要的糖吸收方式,HPr蛋白和雙功能的HPr激酶/HPr-Ser46-P磷酸酶(HprK/P)參與PTS系統(tǒng)的調(diào)控.在葡萄糖豐富的條件下,HprK/P的激酶活性受1,6-二磷酸果糖激活,催化HPr蛋白46位絲氨酸殘基磷酸化,形成HPr-Ser46-P.HPr-Ser46-P抑制某些碳源透過酶基因的表達(dá);同時HPr-Ser46-P難以被酶Ⅰ在His15磷酸化,不能在PTS系統(tǒng)中發(fā)揮轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)的作用,使細(xì)胞的糖吸收受到抑制.在CcpA缺陷的背景下,敲除核黃素生產(chǎn)菌株B.subtilis24A1/pMX45的HprK/P編碼基因hprK,構(gòu)建了CcpA和HprK/P雙缺陷的重組菌B.subtilisZHc/pMX45.搖瓶發(fā)酵顯示,B.subtilisZHc/pMX45核黃素發(fā)酵的最適葡萄糖濃度由24A1/pMX45的8%提高到10%;核黃素產(chǎn)量達(dá)到4.374mg/mL,比24A1/pMX45提高了19.2%.結(jié)果表明,CcpA和HprK/P的雙缺陷可有效解除高濃度葡萄糖所引起的CCR效應(yīng)和糖吸收抑制,有助于提高細(xì)胞對葡萄糖的耐受力,并提高核黃素產(chǎn)量.

作 者： 張帆 宋輝 班睿 ZHANG Fan SONG Hui BAN Rui   作者單位： 天津大學(xué)化工學(xué)院生物工程系,天津,300072  刊 名： 生物工程學(xué)報  ISTIC PKU 英文刊名： CHINESE JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY  年，卷(期)： 2006 22(4)  分類號： Q78  關(guān)鍵詞： 枯草芽孢桿菌   HPr蛋白   hprK基因   磷酸糖轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)(PTS)   核黃素  

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