大肠杆菌的代谢工程改造用于酶法生产谷氨酰胺

酶法生产谷氨酰胺是以谷氨酸和铵盐为直接底物在谷氨酰胺合成酶（GS酶）催化下生产谷氨酰胺，具有极大的应用前景。研究内容主要包括在大肠杆菌中表达谷氨酸棒杆菌的GS酶，利用基因定点突变的方法将GS酶腺苷酰化位点突变为其他氨基酸以提高GS酶的比活力，优化产酶条件，获得GS酶的高表达，使谷氨酸转化为谷氨酰胺的途径得到强化；采用插入抗性基因的方法使重组大肠杆菌谷氨酸合酶（GOGAT）基因缺失，阻断谷氨酰胺的GOGAT消耗途径，提高谷氨酰胺的收率；利用重组大肠杆菌自身的葡萄糖酵解途径为GS酶催化过程提供能量ATP,优化GS酶的催化条件以实现酶法生产谷氨酰胺。本项目将谷氨酰胺生物代谢网络的系统分析与分子生物学技术相结合，通过目的蛋白高活性表达和基因敲除等分子生物学手段解决代谢途径和代谢流的控制问题，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。