puuC基因过表达对肺炎克雷伯氏菌发酵甘油生产3-HP的影响
Effect of overexpressed puuC on 3-HP production by fermented glycerol of Klebsiella pneumoniae
涂绣军 1田甜 1葛菁萍1
作者信息
- 1. 黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中心/黑龙江省寒区植物基因与生物发酵重点实验室/黑龙江省普通高校微生物重点实验室,哈尔滨 150080;河北环境工程学院河北省农业生态安全重点实验室,秦皇岛 066102
- 折叠
摘要
为获得高产3-羟基丙烯酸(3-hydroxypropionic acid,3-HP)的基因重组菌,从肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae,K.pneumoniae)HD79中克隆乙醛脱氢酶基因puuC,进行同源过表达,探究其对K.pneumoniae HD79甘油还原途径中乙醛脱氢酶(Aldehyde dehydrogenase,ALDH)活性与3-HP产量的影响.结果表明,成功构建了同源过表达puuC的重组菌株K.pneumoniae HD79-T,过表达 puuC 基因后提高 了 K.pneumoniae HD79 的 3-HP 生产能力.K.pneumoniae HD79-T 的 3-HP 最高产量为(2.05±0.03)g·L-1,比 K.pneumoniae HD79((1.47±0.02)g·L-1)提高了 39.46％.K.pneumoniae HD79-T中puuC基因、甘油脱水酶基因(dhaB)和1,3-丙二醇氧化还原酶基因(dhaT)的相对表达量较 K.pneumoniae HD79 分别提高 94.35、1.72 和 1.35 倍.K.pneumoniae HD79-T 中 ALDH、甘油脱水酶(Glycerol dehydratase,GDHt)和 1,3-丙二醇氧化还原酶(1,3-propanediol oxidoreductase,1,3-PDOR)的酶活性相比,K.pneumoniae HD79 分别提高了 27.40％、18.85％和5.10％.本研究构建的K.pneumoniae HD79-T提高了甘油还原途径关键酶ALDH的酶活性,是高效利用甘油发酵生产3-HP的前景菌株.
Abstract
To augment the 3-hydroxypropionic acid(3-HP)production capability in Klebsiella pneumoniae HD79,the aldehyde dehydrogenase gene puuC was cloned and overexpressed.This overexpression was investigated for its influence on aldehyde dehydrogenase(ALDH)activity and 3-HP production in the glycerol reduction pathway.The experiment confirms successful enhancement of a recombinant strain,K.pneumoniae HD79-T,which shows improved 3-HP production due to the overexpression of puuC.The maximum 3-HP yield from the HD79-T strain is(2.05±0.03)g·L-1,displaying a striking increase of 39.46％compared to the typical K.pneumoniae HD79 yield((1.47±0.02)g·L-1).The relative gene expression levels in the HD79-T strain,including puuC,the glycerol dehydrase gene dhaB,and the 1,3-propanediol oxidoreductase gene dhaT,amplifiy by multiples of 94.35,1.72,and 1.35 respectively.Correspondingly,enzyme activities of ALDH,glycerol dehydrase(GDHt),and 1,3-propanediol oxidoreductase(1,3-PDOR)rise by 27.40％,18.85％,and 5.10％respectively.Thus,the HD79-T strain develops here substantially enhanced ALDH enzyme activity,rendering it a potential strain for effective glycerol fermentation to yield 3-HP.
关键词
肺炎克雷伯氏菌/3-羟基丙酸/乙醛脱氢酶/过表达Key words
Klebsiella pneumoniae/3-hydroxypropionic acid/aldehyde dehydrogenase/overexpression引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金面上项目(32071519)
黑龙江省自然科学基金重点项目(ZD2020C008)
黑龙江省生态环境厅生态环境保护科研项目(HST2022TR004)
出版年
2024
NETL
NSTL
万方数据