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代谢工程领域顶级期刊Metabolic Engineering发表我校研究成果
来源:有我无敌 时间:2019-08-14 13:51:03
代谢工程领域顶级期刊Metabolic Engineering发表我校研究成果

7月12日,代谢工程领域顶级期刊Metabolic Engineering发表我校发酵工程教育部重点实验室研究成果,论文题目是“Activation of glyoxylate pathway without the activation of its related gene in succinate-producing engineered Escherichia coli”,该论文的并列第一作者是助理实验师朱丽雯和硕士研究生李小红,通讯作者是汤亚杰教授。

Metabolic Engineering《代谢工程》是代谢工程领域影响因子最高的学术期刊,2013年影响因子达6.859,该期刊主要刊登代谢工程领域的文章,包括代谢调控、代谢通量分析、生物信息学等。

该论文展示了我校发酵工程教育部重点实验室汤亚杰教授团队有关琥珀酸生物制造的最新研究成果。琥珀酸是一种重要的绿色化工四碳平台化合物,在洗涤、食品、医药、电镀等行业均得到广泛应用,因此被美国能源部列为12种最具潜力的大宗生物基化学品之首。生物制造法生产琥珀酸,由于能够以可再生生物资源替代不可再生石化资源,实现资源利用和物质加工方式的根本改变,因而受到了广泛关注,并推动生物基琥珀酸成为继柠檬酸和乳酸之后下一个大规模生产的有机酸产品。同时可利用琥珀酸发酵过程耗CO2这一特性,减少大气中CO2含量,缓解温室效应。

该实验室以大肠杆菌为研究对象,利用Red同源重组技术,成功构建一系列琥珀酸的生产菌株。为了能够深入理解基因操作对大肠杆菌琥珀酸生物合成代谢网络的影响,确定产琥珀酸工程菌代谢过程中的限速因素,实验室前期借助色谱分析,根据大肠杆菌琥珀酸生物合成代谢的主途径:EMP途径、HMP途径和TCA循环,采用拟稳态对琥珀酸生物合成代谢途径的代谢流分布特征进行了分析,运用代谢工程的研究策略,构建琥珀酸生物合成代谢网络,共包含15个反应式,18个化合物,为菌种的进一步改良提供了依据。

对代谢通量的分析结果表明,发现在不涉及乙醛酸支路基因改造的情况下,DNA重组激活了乙醛酸支路。这可能是由于在敲除乙酸合成相关基因时,积累了一定量的乙酰辅酶A,从而激活了柠檬酸合酶,活化了TCA氧化臂,最终使乙醛酸支路激活。他们的这些结论为高产琥珀酸大肠杆菌的代谢途径修饰提供了新思路,同时对其他基因工程菌的构建提供了借鉴。

附:第一作者个人简介

朱丽雯,助理实验师,2009年于湖北工业大学获发酵工程硕士学位,2010年获湖北省优秀硕士学位论文。2009年至今在湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室从事“琥珀酸生物制造”应用基础研究。作为主要成员参与了国家自然科学基金“大肠杆菌基因工程菌发酵生产琥珀酸过程中CO2转运与固定的协同代谢调控(21176059)”、湖北省自然科学基金创新群体“琥珀酸生物制造的关键科学问题(2008CDA002)”等项目的研究。在发酵工程领域主流学术期刊Process Biochemistry、Biotechnology Progress等发表SCI论文10篇,获湖北省自然科学二等奖1项。

李小红,2010-2012年于湖北工业大学攻读发酵工程硕士学位,毕业后在北京嘉万生物技术有限公司任项目主管。硕士期间作为主要成员参与了国家自然科学基金“大肠杆菌基因工程菌发酵生产琥珀酸过程中CO2转运与固定的协同代谢调控(21176059)”、湖北省自然科学基金创新群体“琥珀酸生物制造的关键科学问题(2008CDA002)”等项目的研究。