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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

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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.
Effect of overexpressed puuC on 3-HP production by fermented glycerol of Klebsiella pneumoniae
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.

Klebsiella pneumoniae3-hydroxypropionic acidaldehyde dehydrogenaseoverexpression

涂绣军、田甜、葛菁萍

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肺炎克雷伯氏菌 3-羟基丙酸 乙醛脱氢酶 过表达

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32071519ZD2020C008HST2022TR004

2024

黑龙江大学自然科学学报
黑龙江大学

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CSTPCD
影响因子:0.27
ISSN:1001-7011
年,卷(期):2024.41(4)