江南大学科技成果——γ-氨基丁酸工业生产菌代谢
工程系统改造
成果简介
γ-氨基丁酸（GABA）是神经系统中一种重要的抑制性神经递质，具有多种生理功能，在医药、功能性食品和饲料添加剂领域有广泛的应用前景。利用微生物生产GABA，是近十年来发酵工程领域的研究热点之一，其中乳酸菌和大肠杆菌是生物合成GABA研究中最常用的菌株。GABA是一种非蛋白氨基酸，以游离的形式存在于生物体内。动物、植物、微生物中都有GABA的存在。在畜牧养殖方面，GABA作为抑制性神经递质，具有抗热应激与镇静等作用，补充GABA可缓解动物由于热应激引起的生长受阻、体重下降等。在饲料中添加GABA对猪、牛、鸡等养殖都有促进作用。
本项目分别从乳酸菌和大肠杆菌出发，通过基因工程和代谢工程改造菌株，并优化菌株发酵条件和发酵策略，提高了生物合成GABA的产量和生产效率，1L以玉米芯水解液为碳源的培养基中的培养的L.buchneriWPZ001细胞通过静置发酵和静息细胞转化累计可得到GABA117g。
主要创新点
发现L.buchneriWPZ001可利用木糖或玉米芯水解液为碳源生长并通过静置发酵高产GABA；发现E.coliBL21（DE3）/pET20b-torA-gadB在信号肽TorA引导下可有效分泌表达GadB并可用于高效生产GABA；发现在大肠杆菌中表达Weimberg途径可将木糖合成GABA的精简为
7步反应；E.coliJWZ08/pWZt7-g3/pWZt7-xyl以木糖直接合成GABA产量是此前葡萄糖直接合成GABA的报道的3倍。
授权专利
一种高产γ-氨基丁酸的发酵乳杆菌及其应用，201210136696.1；一种产多种L氨基酸的基因工程菌及应用，201610853074.9；一种高效生产γ-氨基丁酸的方法，201510208490.9；一株利用生物质原料为碳源高产γ-氨基丁酸的乳杆菌及其应用，201310519881.3。
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