[γ-Polyglutamic acid production in Corynebacterium glutamicum using sugar by one-step fermentation].

谷氨酸棒杆菌 聚谷氨酸 发酵 化学 生物化学 枯草芽孢杆菌 工业发酵 重组DNA 拉伤 细菌 生物 基因 遗传学 解剖
作者
Hui Cheng,Yuanyuan Chen,Yaxin Zhu,Rong Cao,Guoqiang Xu,Xiaomei Zhang,Jin‐Song Shi,Zhenghong Xu
出处
期刊:PubMed 卷期号:36 (2): 295-308
标识
DOI:10.13345/j.cjb.190071
摘要

γ-polyglutamic acid (γ-PGA) is widely used in food processing, cosmetic production, medicinal industry, etc. Currently, the production strains used in fermentation process are commonly glutamic acid-dependent, which results in extra cost. In this study, a de novo way of producing γ-PGA from sugars was reported. To this end, the γ-polyglutamate synthase gene cluster pgsBCA was cloned from the natural γ-PGA-producing strain Bacillus subtilis (ATCC 6051-U), and was constitutively and inducibly expressed in Corynebacterium glutamicum ATCC 13032. Only inducible expression of pgsBCA can lead to the generation of γ-PGA with a titer of 1.43 g/L from glucose, without any supplementation of glutamic acid. The production was further elevated to 1.98 g/L upon optimization of the induction conditions with the induction time at 2 h post-inoculation and the IPTG concentration of 0.8 mmol/L. Moreover, to achieve a higher titer of γ-PGA, pgsBCA was inducibly expressed in C. glutamicum F343, which shows a paramount glutamate production capacity. The final γ-PGA production reached 10.23 g/L in shake flasks and 20.08 g/L in a 5-L fermentor using glucose as the substrate. The weight-average molecular weight (Mw) of γ-PGA from recombinant strain F343 showed 34.77% higher than that produced by B. subtilis. This study provides a novel way of producing γ-PGA from sugars directly and potentiates new applications of γ-PGA in the future.γ-聚谷氨酸在食品、化妆品、生物医药等领域具有广泛的应用,目前主要的生产菌株是谷氨酸依赖型菌株,在生产过程中需要添加谷氨酸作为前体,因而生产γ-聚谷氨酸的成本较高。文中主要研究从糖质原料一步法发酵合成γ-聚谷氨酸的生产工艺。首先,从产γ-聚谷氨酸的菌株枯草芽孢杆菌中克隆γ-聚谷氨酸合成酶的基因簇pgsBCA,在谷氨酸棒杆菌模式菌株ATCC13032 中进行诱导型和组成型表达,结果显示,仅诱导型表达菌株可以积累γ-聚谷氨酸,产量为1.43 g/L。进一步对诱导条件进行优化,确定诱导时间为2 h,IPTG 浓度为0.8 mmol/L,γ-聚谷氨酸产量为1.98 g/L。在此基础上,在一株高产谷氨酸的谷氨酸棒杆菌F343 中外源表达pgsBCA,对重组菌进行发酵,结果表明,在摇瓶发酵中γ-聚谷氨酸产量达到10.23 g/L,在5 L 发酵罐中产量达到20.08 g/L;继而对γ-聚谷氨酸进行分子量测定,结果显示,产自F343 重组菌的γ-聚谷氨酸的重均分子量比产自枯草芽孢杆菌的提高34.77%。文中构建了一步法发酵糖质原料生产γ-聚谷氨酸的新途径,同时为开发其潜在应用奠定了基础。.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
慕青应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
思源应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
小鱼在草里完成签到,获得积分10
刚刚
科研通AI6.3应助清脆孤丝采纳,获得10
1秒前
柠宁发布了新的文献求助10
2秒前
领导范儿应助禾禾采纳,获得10
2秒前
3秒前
啦啦完成签到,获得积分10
3秒前
xjcy应助何柯采纳,获得10
4秒前
Oswald_cryp发布了新的文献求助40
6秒前
大模型应助Sunnig盈采纳,获得10
6秒前
如意冰夏发布了新的文献求助10
7秒前
机智的莫茗完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
lzd完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
小陈同学关注了科研通微信公众号
10秒前
劼大大完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
nn应助Ken921319005采纳,获得10
12秒前
情怀应助xyu采纳,获得10
12秒前
13秒前
活力的语堂完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
禾禾发布了新的文献求助10
14秒前
菜鸟果果完成签到 ,获得积分10
14秒前
Cipher完成签到 ,获得积分10
14秒前
城北徐公发布了新的文献求助30
16秒前
ChiDaiOLD发布了新的文献求助10
16秒前
yueyue发布了新的文献求助10
17秒前
Akim应助luxkex采纳,获得10
18秒前
omega发布了新的文献求助30
18秒前
Ethan完成签到,获得积分10
19秒前
222520zys完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6430300
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8246304
关于积分的说明 17536599
捐赠科研通 5486641
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2895841
邀请新用户注册赠送积分活动 1872303
关于科研通互助平台的介绍 1711807