文献分享改进工业黑曲霉CGMCC10

前言

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ImprovingcitricacidproductionofanindustrialAspergillusnigerCGMCC:identificationandoverexpressionofahigh-affinityglucosetransporterwithdifferentpromoters,作者是XianliXue等人

Vol.1

摘要

葡萄糖转运体在柠檬酸发酵过程中起着重要的作用。在本研究中,我们发现了一种高亲和性葡萄糖转运体(HGT1),并在工业菌株a.nigerCGMCC中过表达。利用PglaA和Paox1启动子构建hgt1过表达菌株,验证葡萄糖转运蛋白功能。

根据假设,过表达hgt1的菌株具有较高的柠檬酸产量和较低的残糖含量。表现最好的菌株黑曲霉20-15总糖含量和残留还原糖分别降低了16.5和44.7%,最终柠檬酸产量显著增加,达到.1g/L,比黑曲霉CGMCC增加了7.3%。对发酵过程中不同时间点相关基因mRNA表达量的测定表明,过表达菌株除HGT1外,枸橼酸合成酶和葡萄糖激酶的表达量也较高。

Vol.2

图文解读

图1:葡萄糖-柠檬酸转化途径的方案包括LGT和HGT1如何转运葡萄糖

图2:黑曲霉CGMCC(A)HGT1与其他同源物的系统进化树黑曲霉FGSCA4(XP.1)、黑曲霉CBS.88(XP.1)、黑曲霉FGSCA4(CBF.1)、黑曲霉FGSCA4(CBF.1)、黑曲霉(AAL.1)、黑曲霉FGSCA4(XP.1)、黑曲霉FGSCA4(XP.1)的HGT1及其他同源物的系统发育树黑曲霉FGSCA4(XP.1)、黑曲霉(XP.1)、黑曲霉(CAD.1)、黑曲霉CBS.88(XP.1)、克鲁维酵素(AAC.1)、黑曲霉CBS.88(XP.2)、黑曲霉CBS.88(XP.1)、黑曲霉CBS.88(XP.1)、黑曲霉CBS.88(XP.1)。mega5.05版本采用Neighbor-joining(NJ)方法建立树。比例尺对应于每个位点估计的0.1个氨基酸替换;

图3:摇瓶发酵法和环径比法生产柠檬酸的验证。50mL摇瓶发酵转化子(20-15,20-16,20-25,20-27,20-29,21-8,21-28和21-32)产柠檬酸的验证B采用CM+CaCO3介质上透明晕带法测定转化子(20-15,20-16,20-25,20-27,20-29,21-8,21-28和21-32)的环直径比。不同字母的CA产量差异显著(abcd,P0.05)

图4:30L生物反应器发酵菌丝形态的观察及柠檬酸产量和产量的验证。黑曲霉20-15(20-15)、黑曲霉21-8(21-8)和黑曲霉CGMCC()菌株在不同发酵时间的菌丝形态观察B20-15,21-8和菌株在30L生物反应器发酵不同时间点产柠檬酸的验证;C20-15,21-8和菌株在30L生物反应器发酵不同时间点柠檬酸产率的验证;D20-15,21-8和菌株在30L生物反应器发酵56和64h时的柠檬酸产量;E20-15,21-8和菌株在30L生物反应器发酵56和64h时的柠檬酸产率。各时间点不同字母的样本差异显著(abc,P0.05)

图5:CA在30l生物反应器中的发酵性能。A发酵液中残余总糖在48、56、64h的变化情况;B发酵液中剩余还原糖在48、56、64h的变化情况;C发酵液中糖对CA的转化率在48、56、64h。不同字母时间点的样品差异显著(abc,P0.05)

图6:实时定量pcr分析黑曲霉20-15,21-8和株HGT1、葡萄糖激酶和柠檬酸合酶在12和48h的表达谱。18SrRNA作为内部对照。A黑曲霉20-15,21-8和株HGT1在12和48h的相对转录水平;B黑曲霉20-15,21-8和菌株12h和48h葡萄糖激酶的相对转录水平;C黑曲霉20-15,21-8和菌株12和48h柠檬酸合酶的相对转录水平。各时间点不同字母的样本差异显著(abc,P0.05)

Vol.3

总结与展望

在本研究中,我们研究了过表达葡萄糖转运体HGT1对工业CA发酵的影响,发现在摇瓶和30L实验室规模的生物反应器中都有利于CA的生产。CA产量的增加可以解释为糖利用率的提高和对关键代谢基因表达的间接正向影响。过表达葡萄糖转运体基因可以降低工业化规模生产的成本,提高柠檬酸的产量。

Vol.4

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