[01182138]钝齿棒杆菌合成高值氨基酸系统代谢改造关键技术与应用

项目来源于国家高技术研究发展计划（863）“低能耗高产精氨酸工程菌构建及其发酵优化”项目（2007AA02Z207）和“基因组理性设计与氨基酸生产菌种的构建”项目（2012AA022102）的部分内容。 棒杆菌是氨基酸生产的主要菌种,在工业微生物领域占有中坚地位。近年来随着整合了系统生物学以及合成生物学的系统代谢工程的快速发展,棒杆菌成为构建细胞代谢网络的理想材料,是许多氨基酸、有机酸等化学品的生产平台。 项目通过建立钝齿棒杆菌代谢改造与重构的技术平台,对钝齿棒杆菌精氨酸合成途径基因簇argCH进行功能分析,经过理性改造成功解除了关键酶NAGK的反馈抑制,显著提高了L-精氨酸的产量和产率;基于基因组重测、中心碳代谢流量分配、辅因子平衡精细调控等系统代谢改造策略,优化了L-精氨酸合成途径,实现了发酵法高效生产L-精氨酸,100吨罐规模产量超过70g/L,糖酸转化率达0.36g/g,生产效率提高了1.7倍。 项目构建了钝齿棒杆菌关键转化酶的高效表达体系,实现了L-瓜氨酸、L-鸟氨酸、α-氨基丁酸和γ-氨基丁酸等高值氨基酸的全细胞转化,产物浓度分别达300g/L、376g/L、105g/L和450g/L。