《表4 菌株HIL016和HIL017摇瓶发酵主要参数》

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《组成型过表达ido基因对4-羟基异亮氨酸合成的影响及其发酵培养基的响应面优化》

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注:*.差异显著，P<0.05；**.差异极显著，P<0.01。

为考察ido基因组成型过表达对4-羟基异亮氨酸合成的影响，利用HIL017进行摇瓶发酵实验，以ido基因诱导型过表达菌株HIL016为对照，结果如表4所示，经发酵48 h HIL017的4-羟基异亮氨酸产量和生物量分别为4.62 g/L和7.95 g/L，较对照菌株HIL016高19.4%和10.3%。诱导剂IPTG对细胞生长有一定的抑制作用，与HIL016采用诱导型质粒相比，HIL017采用的pXM01质粒中阻遏蛋白编码基因lacI被敲除，无需诱导即可组成型表达ido基因，避免了IPTG对细胞生长的抑制作用，故其生物量高于HIL016。由表4可知，HIL017的4-羟基异亮氨酸单位菌体产量较HIL016高7.4%，表明组成型表达ido基因可提高菌株HIL017的4-羟基异亮氨酸合成效率。此外，HIL017的副产物（L-异亮氨酸、L-缬氨酸和L-赖氨酸）生成量均显著低于HIL016，其原因可能是L-异亮氨酸和L-缬氨酸的合成均需丙酮酸[26]，由于组成型表达ido基因显著提高了IDO比活力，使得更多的L-异亮氨酸合成4-羟基异亮氨酸，从而消耗更多的丙酮酸用于合成L-异亮氨酸，故L-缬氨酸生成量降低。L-异亮氨酸和L-赖氨酸均以L-天冬氨酸为前体物[27]，L-异亮氨酸的过量消耗意味着更多的L-天冬氨酸用于L-异亮氨酸合成，故L-赖氨酸合成量降低。本研究考察了tac启动子组成型表达ido基因对4-羟基异亮氨酸合成的影响，目前已报道的用于谷氨酸棒杆菌的组成型启动子包括Ptuf、Psod、PgapA和PCP＿2454[28-31]。在后续研究中，拟利用上述启动子调控ido基因转录，以考察其转录水平与IDO酶活性以及4-羟基异亮氨酸产量的关系。