谷氨酸代谢途径对产油真菌脂肪酸积累机制研究

【摘要】：高山被孢霉是一种高产多不饱和脂肪酸(PUFAs)的产油丝状真菌,并已应用于工业化生产花生四烯酸(ARA)。经过近二十年的研究积累,高山被孢霉的PUFAs合成代谢网络已经被逐渐解析,但对高山被孢霉脂肪酸积累的机制还需进一步研究。前人初步确定了高山被孢霉谷氨酸代谢途径中编码1-吡咯啉-5-羧酸脱氢酶的基因(p5cdh)与脂肪酸合成具有很大的相关性,为探究p5cdh基因对高山被孢霉脂肪酸积累机制的影响,本研究通过同源过量表达高山被孢霉中p5cdh基因的方法构建重组菌株,对p5cdh基因与脂肪酸合成的相关性进行了验证;然后基于响应面分析法对重组菌株的发酵培养基进行优化,以期获得重组菌株的最大花生四烯酸产量。本课题主要研究结果如下:1.通过同源过量表达高山被孢霉中编码1-吡咯啉-5-羧酸脱氢酶的基因(p5cdh)从而构建了MA-p5cdh-1、MA-p5cdh-2、MA-p5cdh-3三株重组菌株。与野生型菌株相比较,重组菌株的NADPH水平和脂肪酸含量均显著提高,表明了谷氨酸代谢通路中的p5cdh基因通过提供NADPH的方式以促进高山被孢霉中脂肪酸的合成。2.基于响应面分析法对重组菌株MA-p5cdh-1的发酵培养基进行优化。通过响应面优化试验确定了重组菌株MA-p5cdh-1生产ARA的发酵培养基最佳浓度组合:92.69 g/L葡萄糖,15.41 g/L酵母提取物,2.95 g/L KH_2PO_4和2.97 g/L Na NO_3,并通过验证可知在此条件下ARA的平均产量为9.02 g/L。结果表明ARA的产量比优化前平均提高了27.04%,成功实现了对MA-p5cdh-1发酵培养基的优化。