摘要:【目的】L-缬氨酸生物合成的前体物质是丙酮酸。为了增加磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸的代谢流向, 优化L-缬氨酸前体物质的供应, 以一株积累L-缬氨酸的谷氨酸棒杆菌V1 (Corynebacterium glutamicum V1)为对象, 构建磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因敲除的重组菌株C. glutamicum V1-Δpepc, 并研究pepc敲除后菌株生理特性的改变。【方法】运用交叉PCR方法得到pepc基因内部缺失的同源片段Δpepc, 并构建敲除质粒pK18mobsacB-Δpepc。利用同源重组技术获得pepc基因缺陷突变株C. glutamicum V1-Δpepc。采用摇瓶发酵对C. glutamicum V1-Δpepc进行发酵特性的研究。对谷氨酸棒杆菌模式菌株C. glutamicum ATCC 13032、出发菌株C. glutamicum V1和敲除菌株C. glutamicum V1-Δpepc的丙酮酸激酶(Pyruvate kinase, PK)、丙酮酸脱氢酶(Pyruvate dehydrogenase, PDH)、丙酮酸羧化酶(Pyruvate carboxylase, PC)分别进行测定和分析。【结果】PCR验证以及PEPC酶活测定都表明筛选到pepc缺陷的突变菌株C. glutamicum V1-Δpepc, 摇瓶发酵结果表明, 突变菌株C. glutamicum V1-Δpepc不再积累L-缬氨酸而是积累L-精氨酸达到7.48 g/L。酶活测定结果表明出发菌株的PDH和PC酶活均低于模式菌株C. glutamicum ATCC13032和重组菌株C. glutamicum V1-Δpepc, 出发菌株的PK与PEPC酶活与模式菌株没有较大的差异。【结论】研究表明, 通过切断PEPC参与的三羧酸循环的回补途径, 增加磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸的流向使丙酮酸向TCA循环的流量增加, 精氨酸的累积量提高。同时, 以丙酮酸为前体的L-缬氨酸和丙氨酸的积累量降低。