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        全局調(diào)控因子Lrp的表達強化谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)L-纈氨酸

        2016-11-10 09:27:16李顏顏尹良鴻胡瑾瑜王小元
        關(guān)鍵詞:纈氨酸棒狀氯霉素

        陳 誠, 李顏顏, 尹良鴻, 胡瑾瑜, 王小元*,3

        (1.食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室 江南大學(xué),江蘇 無錫 214122;2.江南大學(xué) 生物工程學(xué)院,江蘇 無錫214122;3.江南大學(xué) 食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 無錫214122)

        全局調(diào)控因子Lrp的表達強化谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)L-纈氨酸

        陳誠1,2,李顏顏2,尹良鴻2, 胡瑾瑜2,王小元*1,2,3

        (1.食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室 江南大學(xué),江蘇 無錫 214122;2.江南大學(xué) 生物工程學(xué)院,江蘇 無錫214122;3.江南大學(xué) 食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 無錫214122)

        作者研究發(fā)現(xiàn)全局調(diào)控因子Lrp的表達能促進谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)L-纈氨酸,但對菌體生長有一定影響。RT-PCR分析發(fā)現(xiàn):Lrp的表達能提高L-纈氨酸合成相關(guān)基因ilvA、ilvBN、ilvC、ilvD及轉(zhuǎn)運相關(guān)基因brnFE的轉(zhuǎn)錄水平,這也許是L-纈氨酸產(chǎn)量提高的原因。實驗還發(fā)現(xiàn):表達含有點突變(Arg39Trp)的Lrp可以進一步提高谷氨酸棒狀桿菌L-纈氨酸的產(chǎn)量,而且對菌體生長的影響也減?。贿@種效果在lrp-brnF間隔區(qū)域存在突變的L-纈氨酸生產(chǎn)菌VWB-1中更加明顯。在VWB-1中共表達lrp1和brnFE基因,5 L罐發(fā)酵L-纈氨酸產(chǎn)量達到42.1 g/L,比對照提高了48.9%。

        Lrp;調(diào)控;谷氨酸棒狀桿菌;L-纈氨酸

        支鏈氨基酸L-纈氨酸(L-valine)在生命代謝中起重要作用,因此被廣泛應(yīng)用于食品、飼料、化妝品和藥物等領(lǐng)域。谷氨酸棒狀桿菌(Corynebacterium glutamicum)作為一種常見的氨基酸工業(yè)生產(chǎn)菌株,也被用于發(fā)酵生產(chǎn)L-纈氨酸[1]。近年來隨著谷氨酸棒狀桿菌全基因組測序的完成[2],代謝工程已被用來改造優(yōu)化谷氨酸棒狀桿菌中L-纈氨酸代謝合成和調(diào)控[3-5]。

        全局調(diào)控蛋白Lrp廣泛存在于多種原核微生物中[6]。大腸桿菌(Escherichia coli)Lrp能夠調(diào)控L-纈氨酸合成和轉(zhuǎn)運的相關(guān)基因[7]。谷氨酸棒狀桿菌Lrp可以結(jié)合在其編碼基因lrp及其相鄰的支鏈氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白復(fù)合體BrnFE的編碼基因brnFE之間的間隔區(qū)域[8],促進BrnFE表達[9]。在谷氨酸棒狀桿菌中過量表達Lrp和BrnFE可以提高支鏈氨基酸L-異亮氨酸產(chǎn)量[10],但Lrp對谷氨酸棒狀桿菌中L-纈氨酸代謝合成及調(diào)控作用尚未見報道。

        作者在谷氨酸棒桿菌野生型菌株ATCC13869和L-纈氨酸高產(chǎn)菌株VWB-1中過量表達Lrp,研究其對L-纈氨酸產(chǎn)量的影響及其對L-纈氨酸代謝合成和轉(zhuǎn)運相關(guān)基因的調(diào)控作用。發(fā)現(xiàn)VWB-1中Lrp和lrp-brnFE基因間隔序列的突變可提高L-纈氨酸產(chǎn)量,并通過在VWB-1中共同表達lrp和brnFE基因,提高了L-纈氨酸發(fā)酵水平。

        1 材料與方法

        1.1菌株和培養(yǎng)基

        本研究所用菌株和載體見表1。大腸桿菌E.coli JM109使用LB培養(yǎng)基 (酵母提取物5 g/L,蛋白胨10 g/L,NaCl 10 g/L;固體培養(yǎng)基加入瓊脂粉18 g/L)在 37℃培養(yǎng)。谷氨酸棒狀桿菌 C.glutamicum ATCC13869使用LBG培養(yǎng)基(LB培養(yǎng)基加入5 g/L葡萄糖)在30℃培養(yǎng)。菌株C.glutamicum VWB-1為作者所在實驗室篩選得到的L-纈氨酸高產(chǎn)菌株,使用LBGB培養(yǎng)基 (LBG培養(yǎng)基加入18.5 g/L腦心浸液)在30℃培養(yǎng)。C.glutamicum電轉(zhuǎn)恢復(fù)培養(yǎng)基使用LBHIS培養(yǎng)基(蛋白胨5 g/L,酵母提取物2.5 g/L,NaCl5 g/L,D-山梨醇91 g/L,腦心浸液18.5 g/L;固體培養(yǎng)基加入瓊脂粉15 g/L)。必要時添加抗生素卡那霉素和氯霉素,質(zhì)量濃度為30μg/mL。pJYW-3是基于載體 pEC-XK-99E構(gòu)建的 E.coli和C.glutamicum穿梭表達載體,pJYW-4是含tac啟動子的pJYW-3[11]。

        表1 本研究所用菌株和載體Table 1 Strains and p lasm ids used in this study

        1.2各種新載體和基因重組菌的構(gòu)建

        本研究所用引物序列及相關(guān)信息見表2。引物主要依據(jù)C.glutamicum ATCC13032基因組序列[2]設(shè)計,LF1突變相關(guān)引物L(fēng)F1-F/LF1-R根據(jù)VWB-1測序結(jié)果設(shè)計。

        表2 本研究所用引物Table 2 Primers used in this study

        續(xù)表2

        以C.glutamicum ATCC13869和VWB-1的基因組為模板擴增lrp和brnFE基因。VWB-1來源的lrp(記為 lrp1)基因編碼的 Lrp1蛋白相比于ATCC13869來源的Lrp有一個點突變Arg39Trp。以lrp-F和lrp-R為引物擴增基因lrp和lrp1,Bam HI和Eco RI酶切純化后連接pJYW-4,得到pJYW-4-lrp和pJYW-4-lrp1。以brnFE-F和brnFE-R為引物擴增基因brnFE、Bam HI和Eco RI,酶切純化后連接pJYW-4,得到pJYW-4-brnFE。以pJYW-4-brnFE為模板,以brnFE-tac-F和brnFE-R為引物擴增得到帶有tac啟動子和brnFE基因的片段,Eco RI酶切純化后連接pJYW-4-lrp和pJYW-4-lrp1,得到pJYW-4-lrp-brnFE和pJYW-4-lrp1-brnFE。

        以載體pDXW-11[12]為模板,cat-F和cat-R為引物,擴增得到包含3個終止子和SD序列但不含啟動子的氯霉素抗性基因cat,BstZ17 I和Pst I酶切純化后連接pJYW-3,得到啟動子檢測載體pJYW-3-cat。采用相同方法將cat基因連接到pJYW-4、pJYW-4-lrp和pJYW-4-lrp1,分別得到pJYW-4-cat、pJYW-4-lrp-cat和pJYW-4-lrp1-cat。

        以C.glutamicum ATCC13869和VWB-1基因組為模板,LF-1和LF-2為引物,擴增得到包含lrp-brnF間隔區(qū)域的片段,測序發(fā)現(xiàn)兩個來源的lrp-brnF間隔區(qū)域序列存在差異。分別以LF-F/LFR和 LF1-F/LF1-R為引物, 直接退火得到ATCC13869和VWB-1來源的lrp-brnF間隔片段,并引入Aat II和Bam HI粘性末端,記為LF和LF1。為檢測LF和LF1的啟動子活性,將LF和LF1連接pJYW-3-cat,得到pJYW-3-LF-cat和pJYW-3-LF1-cat。為研究lrp和lrp1對LF和LF1活性的影響,將構(gòu)建的lrp和lrp1片段交錯連接pJYW-3-LF-cat和pJYW-3-LF1-cat,得到4個載體pJYW-3-LF-lrp-cat,pJYW-3-LF-lrp1-cat,pJYW-3-LF1-lrp-cat和pJYW-3-LF1-lrp1-cat。

        構(gòu)建的新載體均轉(zhuǎn)入E.coli JM109進行保存和擴增,見圖1。大腸桿菌感受態(tài)的制備和轉(zhuǎn)化參照文獻[13]。谷氨酸棒狀桿菌ATCC13869感受態(tài)的制備和電轉(zhuǎn)參照文獻 [14-15];VWB-1電轉(zhuǎn)化方法為電擊2次并在46℃水浴6min。

        1.3谷氨酸棒桿菌培養(yǎng)基和發(fā)酵條件

        1.3.1種子培養(yǎng)基30 g/L葡萄糖,5 g/L(NH4)2SO4,5 g/L尿素,1 g/L KH2PO4,0.04 g/L FeSO4,0.07 g/L MnSO4,0.1 g/L MgSO4,0.7 g/L甲硫氨酸,0.2 mg/L生物素,0.05 mg/L VB1,60 g/L大豆浸出汁。

        1.3.2發(fā)酵培養(yǎng)基120 g/L葡萄糖,40 g/L(NH4)2SO4,1 g/L KH2PO4,0.04 g/L FeSO4,0.07 g/LMnSO4,0.1 g/L MgSO4,0.7 g/L甲硫氨酸,0.3mg/L生物素,0.05mg/L VB1,10 g/L大豆浸出汁。

        1.3.3搖瓶發(fā)酵將凍存于甘油管的菌種接種于LBHIS平板,30℃活化48 h。將一環(huán)培養(yǎng)物接種于裝有25 mL種子培養(yǎng)基的250 mL搖瓶,18 h后轉(zhuǎn)接至裝有25mL發(fā)酵培養(yǎng)基的250mL搖瓶,初始OD562控制為1.0,30℃、200 r/min發(fā)酵96 h。發(fā)酵過程另加20 g/L CaCO3控制pH,30 mg/L卡那霉素保持載體。

        圖1 本研究所構(gòu)建的載體Fig.1 Plasm ids constructed in this study

        1.3.45 L罐發(fā)酵同樣條件培養(yǎng)200mL種子,接入裝有2 L發(fā)酵培養(yǎng)基的5 L發(fā)酵罐 (Biostat B,Germany)。發(fā)酵過程中pH通過補加NH4OH自動控制為7.2,溫度保持30℃,通過調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速(0 h,200 r/min;12~96 h,提高到600 r/min)和通氣量(1.5 vvm)控制溶氧在30%,發(fā)酵液葡萄糖質(zhì)量濃度低于60 g/L時流加葡萄糖溶液。每隔12小時取樣,發(fā)酵96 h。

        1.4各種參數(shù)分析方法

        1.4.1發(fā)酵過程參數(shù)分析L-纈氨酸和其他氨基酸含量通過高效液相色譜(AgilentTechnologies 1200 series,USA)測定[16];發(fā)酵液葡萄糖含量采用文獻[17]方法測定;OD562采用紫外分光光度計(UV-1800,日本島津公司)測定;細胞干重采用公式

        DCW(g/L)=0.649 5×OD562-2.792 5計算[10]。

        1.4.2實時定量熒光PCR分析相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平差異通過實時定量熒光 PCR分析儀(Applied Biosystems,San Mateo,CA,USA)定量檢測??俁NA的提取、純化、反轉(zhuǎn)錄和PCR采用文獻[18]的方法,所用引物見表2。不同谷氨酸棒狀桿菌菌體收集時間根據(jù)各自發(fā)酵過程中達到對數(shù)中后期的時間確定[10],選擇 16srRNA作為內(nèi)參,數(shù)據(jù)處理采用Nolden方法[19]。

        1.4.3氯霉素抗性基因cat活性分析96孔板測定氯霉素的最小抑菌濃度(MIC)測定參照Pendlenton方法[20]。在較低氯霉素濃度時為獲得較精確的結(jié)果,濃度采用等差梯度稀釋代替等比梯度稀釋。氯霉素抗性基因cat編碼的氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶(Cat)活性采用Shaw方法[21]測定,菌體收集方法改為直接超聲破碎,然后4℃、12 000 r/min離心10 min(Allegra C-15R,Beckman Coulter,USA),1單位Cat酶活(U)定義為1μmol/min。

        2 結(jié)果與討論

        2.1Lrp的表達對谷氨酸棒狀桿菌生長和發(fā)酵生產(chǎn)L-纈氨酸的影響

        為了研究Lrp對谷氨酸棒桿菌中L-纈氨酸代謝合成和轉(zhuǎn)運的調(diào)控作用,載體pJYW-4、pJYW-4-lrp和pJYW-4-lrp1和pJYW-4-brnFE被構(gòu)建并分別轉(zhuǎn)入野生型菌株ATCC13869和L-纈氨酸高產(chǎn)菌株VWB-1。搖瓶發(fā)酵結(jié)果見圖2。在ATCC13869中,對照菌株ATCC13869/pJYW-4幾乎不產(chǎn)L-纈氨酸(0.2 g/L),而L-纈氨酸在ATCC13869/pJYW-4-lrp和ATCC13869/pJYW-4-lrp1中的產(chǎn)量則分別提高了16.0和17.5倍(3.2、3.5 g/L)。VWB-1作為篩選得到的L-纈氨酸高產(chǎn)菌株,VWB-1/pJYW-4中L-纈氨酸產(chǎn)量為28.1 g/L,而在VWB-1/pJYW-4-lrp和VWB-1/pJYW-4-lrp1L-纈氨酸則分別提高了5.3%和22.0%,達到29.6 g/L和34.3 g/L,見圖2。這些數(shù)據(jù)表明Lrp的表達能明顯提高谷氨酸棒狀桿菌中L-纈氨酸產(chǎn)量,且Lrp1對產(chǎn)量提升更多。

        圖2 谷氨酸棒狀桿菌ATCC13869和VWB-1搖瓶發(fā)酵Fig.2 Flask fermentation of C.glutamicum ATCC13869 and VWB-1

        2.2Lrp的表達對谷氨酸棒狀桿菌L-纈氨酸合成和轉(zhuǎn)運相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平的影響

        為了研究Lrp對谷氨酸棒狀桿菌中L-纈氨酸代謝合成和轉(zhuǎn)運的影響,對各種谷氨酸棒狀桿菌中L-纈氨酸合成和轉(zhuǎn)運相關(guān)基因 ilvA、ilvBN、ilvC、ilvD、ilvE、brnFE和lrp進行了實時定量熒光PCR分析。如圖3所示,在ATCC13869中表達Lrp和Lrp1時,ilvA、ilvBN、ilvC、ilvD、lrp和brnFE轉(zhuǎn)錄水平上調(diào),而ilvE略微下調(diào),Lrp和Lrp1影響程度差別不大;而在VWB-1中表達Lrp和Lrp1時,大多數(shù)基因轉(zhuǎn)錄水平變化趨勢和在ATCC13869中一致。這表明Lrp能提高谷氨酸棒狀桿菌L-纈氨酸合成和轉(zhuǎn)運相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平,這可能就是L-纈氨酸的產(chǎn)量提升的主要原因。值得注意的是,在VWB-1中Lrp能使lrp自身轉(zhuǎn)錄顯著上調(diào)(17.0倍),而突變Lrp1僅僅使lrp自身轉(zhuǎn)錄略有上調(diào)(2.9倍);而在ATCC13869中并沒有這種差異現(xiàn)象。這表明Lrp在谷氨酸棒狀桿菌中還能提高自身編碼基因lrp轉(zhuǎn)錄水平,而突變Lrp1在VWB-1中減弱了對自身編碼基因lrp1的調(diào)控作用。為了揭示這種差異的來源,將來自于谷氨酸棒狀桿菌ATCC13869和VWB-1的Lrp以及l(fā)rp-brnFE間隔區(qū)域進行了測序,發(fā)現(xiàn)Lrp和Lrp1存在一個點突變Arg39Trp,而lrp-brnFE間隔區(qū)域序列也存在突變,見圖4。在谷氨酸棒狀桿菌中,Lrp可以結(jié)合在間隔區(qū)域(加粗標(biāo)注位置),促進BrnFE表達[8]。在大腸桿菌中,Lrp(與谷氨酸棒狀桿菌Lrp同源性僅36%)N端為活性區(qū)域,C端區(qū)域與DNA結(jié)合??梢哉{(diào)控的基因包括lrp自身的轉(zhuǎn)錄[7]。Lrp1的突變靠近C端,lrp-brnFE間隔區(qū)域在靠近lrp端Lrp結(jié)合位點存在點突變,都可能影響與Lrp蛋白的結(jié)合及調(diào)控。

        推測lrp在VWB-1中自身轉(zhuǎn)錄水平顯著提高與Lrp和LF的相互作用有關(guān)。Lrp1的突變抑制與近lrp端DNA結(jié)合,從而抑制lrp轉(zhuǎn)錄。而LF1的突變促進Lrp蛋白與DNA的結(jié)合,從而促進lrp和brnFE的轉(zhuǎn)錄;但沒有發(fā)現(xiàn)這兩個突變對brnFE的轉(zhuǎn)錄的影響。因此在VWB-1中表達Lrp時,正常Lrp蛋白和突變LF1共同作用下,lrp轉(zhuǎn)錄水平顯著提高。而在VWB-1中表達Lrp1時,Lrp1和LF1共同作用使lrp1的轉(zhuǎn)錄水平提高幅度有限;結(jié)合發(fā)酵結(jié)果分析,Lrp1和LF1共同作用在增加L-纈氨酸產(chǎn)量的同時弱化了生長抑制。

        圖3 谷氨酸棒狀桿菌中L-纈氨酸合成和轉(zhuǎn)錄相關(guān)基因的實時熒光定量PCR分析Fig.3 RT-PCR analysis of genes involved in L-valine synthesisand gene transcription of Corynebacterium glutam icum

        2.3谷氨酸棒狀桿菌Lrp1編碼基因及其上游序列LF1的突變對Lrp自身轉(zhuǎn)錄的影響

        為驗證以上關(guān)于Lrp和LF相互作用的推測,作者構(gòu)建一系列帶有l(wèi)rp-brnF間隔序列LF和LF1的啟動子檢測載體。氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶Cat被選作報告基因。這些載體被轉(zhuǎn)入E.coli JM109,并采用96孔板法測定氯霉素的最小抑菌濃度MIC(圖5a)。帶有tac啟動子的JM109/pJYW-4-cat、JM109/pJYW-4-lrp-cat和JM109/pJYW-4-lrp1-cat的氯霉素MIC分別為60、30、30mg/L。在cat之前串聯(lián)lrp或lrp1表達都引起Cat表達量下降,且Lrp和Lrp1影響效果相同,排除Lrp1的突變對pJYW-4自身tac啟動子的影響。對照JM109/pJYW-4和JM109/pJYW-3-cat氯霉素MIC僅為0.5 mg/L;而JM109/pJYW-3-LF-cat和JM109/pJYW-3-LF1-cat氯霉素MIC分別提高到8mg/L和10mg/L,表明在cat之前連接的LF和LF1具有微弱的啟動子活性。

        為模擬谷氨酸棒狀桿菌基因組中LF與lrp的位置組合,在LF(LF1)與cat之間連接lrp(lrp1)。得到的JM109/pJYW-3-LF-lrp-cat和JM109/pJYW-3-LF1-lrp-cat氯霉素MIC分別提升到12 mg/L和18mg/L,而JM109/pJYW-3-LF-lrp1-cat和JM109/ pJYW-3-LF1-lrp1-cat MIC分別下降到6 mg/L和8 mg/L。這表明LF和LF1即使受到調(diào)控也不具備較強的啟動子活性。正常Lrp的表達能促進LF和LF1后Cat的表達從而提高MIC,突變Lrp1反而起抑制作用。與LF相比,在受到Lrp或Lrp1調(diào)控時LF1更能促進Cat的表達。

        含有各種pJYW-3系列載體的E.coli JM109菌的Cat酶活測定結(jié)果(圖5b)與MIC測定結(jié)果基本吻合。JM109/pJYW-3-cat的Cat酶活很低,JM109/ pJYW-3-LF-cat和JM109/pJYW-3-LF1-cat有較低的酶活。LF與lrp串聯(lián)后,LF1使酶活上升而lrp1使酶活下降。JM109/pJYW-3-LF1-lrp-cat酶活最高。

        圖5 大腸桿菌JM 109氯霉素最小抑菌濃度和Cat酶活Fig.5 M IC of chloram phenicol and activity of Cat in E.coli JM 109

        2.4共同表達 lrp1-brnFE對谷氨酸棒狀桿菌VWB-1發(fā)酵生產(chǎn)L-纈氨酸的影響

        為了進一步促進VWB-1發(fā)酵生產(chǎn)L-纈氨酸,將轉(zhuǎn)運蛋白BrnFE與Lrp1共同表達,構(gòu)建了重組菌VWB-1/pJYW-4-lrp1-brnFE。搖瓶發(fā)酵產(chǎn)量較對照菌VWB-1/pJYW-4提高了35.6%,達到38.1g/L。這表明共同表達lrp1和brnFE可以提高谷氨酸棒狀桿菌VWB-1 L-纈氨酸產(chǎn)量。進一步對VWB-1/ pJYW-4-lrp1-brnFE進行5 L罐發(fā)酵,見圖6。發(fā)酵96 h,L-纈氨酸產(chǎn)量提高了48.9%,達到42.1 g/L,產(chǎn)率0.439 g/(L·h),比產(chǎn)量0.905 g/(L·g干細胞),糖酸轉(zhuǎn)化率0.243 g/g葡萄糖。發(fā)酵終了時葡萄糖質(zhì)量濃度已經(jīng)很低,但菌體量和L-纈氨酸質(zhì)量濃度還有上升趨勢。再補加葡萄糖并延長發(fā)酵時間L-纈氨酸產(chǎn)量可能還會提高,但發(fā)酵周期過長對產(chǎn)率有不利影響。通過培養(yǎng)基優(yōu)化、發(fā)酵策略優(yōu)化或者一些代謝改造減弱或消除Lrp1的生長抑制,產(chǎn)量可能會進一步提高。

        圖6 VWB-1/pJYW-4-lrp1-brnFE 5 L罐發(fā)酵Fig.6 Fed-batch fermentation of VWB-1/pJYW-4-lrp1-brnFE

        3 結(jié)語

        研究發(fā)現(xiàn)全局調(diào)控因子Lrp能提高谷氨酸棒狀桿菌L-纈氨酸合成及轉(zhuǎn)運相關(guān)的基因轉(zhuǎn)錄水平,從而提升發(fā)酵L-纈氨酸產(chǎn)量,但對菌體生長有抑制作用。VWB-1中Lrp1和LF1突變共同作用影響Lrp1與lrp-brnF間隔DNA結(jié)合,一方面促進L-纈氨酸相關(guān)基因表達,另一方面弱化生長抑制,因此產(chǎn)量提升效果最顯著。在VWB-1中共同表達Lrp1和BrnFE可進一步提高其L-纈氨酸產(chǎn)量。

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        Expression of G lobal Regulator Lrp Facilitates L-Valine Production in Corynebacterium glutam icum

        CHEN Cheng1,2,LIYanyan2, YIN Lianghong2, HU Jinyu2, WANG Xiaoyuan*1,2,3
        (1.State Key Laboratory of Food and Science Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China;2.School of Biotechnology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China;3.Collaborative Innovation Center of Food Safety and Nutrition,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

        L-valine is one of the branched chain am ino acids w idely used in food,feed,and drug industries.In this study,the global regulator Lrp was found to improve L-valine production in C. glutamicum,butslightly inhibit the grow th.RT-PCR analysisshowed thatexpression of lrp increased the transcriptional levels of genes related to L-valine biosynthesis(ilvA,ilvBN,ilvC,ilvD)and export(brnFE),whichm ightbe the reason for the improved L-valine production.A single amino acid substitution(Arg39Trp)in Lrp reduced the grow th inhibition and led to higher L-valine production,especially in L-valine production strain C.glutamicum VWB-1 which containsmutations in the region between lrp and brnF.By co-expressing lrp1 and brnFE in VWB-1,L-valine productionof fed-batch fermentation reached 42.1 g/Lwhichwas48.9%increase.

        Lrp,regulation,Corynebacterium glutamicum,L-valine

        Q 933

        A

        1673—1689(2016)09—0920—08

        2014-09-09

        國家自然科學(xué)基金項目(31370131);江蘇省“六大人才高峰”資助項目(2012-SWYY-008)。

        王小元(1956—),男,山西垣曲人,博士,教授,博士研究生導(dǎo)師,主要從事工業(yè)微生物代謝工程優(yōu)化和食源性病原微生物的致病機制方面的研究。E-mail:xwang@jiangnan.edu.cn

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