血红素是一种广泛存在于生物体中的卟啉类化合物,具有多种生理功能.解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)具有易于培养、分泌表达能力较强等特点,是一种重要的工业菌株.为了筛选血红素合成的最优出发菌株,以不添加和添加5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)的方式,对实验室保藏菌株进行筛选,发现不添加ALA时,菌株BA、BA△6、BA△6△sigF的血红素产量无明显差别;然而添加ALA后,BA△6△sigF的血红素产量和比生产能力均为最高,分别达到200.77 μmol/L和615.70 μmol/(L-g DCW).因此,以BA△6△sigF为出发菌株,敲除编码细胞色素组装蛋白HemX的hemX基因,探究其在血红素合成途径中的作用,发现敲除菌株发酵液明显变红,且生长未受到明显影响;摇瓶发酵12 h时ALA浓度最高,为82.13mg/L,略高于对照的75.11 mg/L;不添加ALA时,血红素产量和比生产能力分别为对照的1.99倍和1.45倍;添加ALA后,血红素产量和比生产能力分别为对照的2.08倍和1.72倍;实时定量荧光PCR(real-time quantitative fluorescent PCR,RT-qPCR)表明,hemA、hemL、hemB、hemC、hemD、hemQ基因的转录水平上调.说明hemX基因的缺失可提高血红素产量,这为高产血红素菌株的开发奠定了基础.
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