渗透压保护剂对重组大肠杆菌产丁二酸的影响开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述

摘要在以碳酸钠为酸中和剂的大肠杆菌两阶段发酵产丁二酸的过程中，由于na 的积累造成发酵体系中渗透压的提高，严重抑制了丁二酸的产物浓度[1]。为了增强大肠杆菌对渗透压的耐受性，可通过研究比较各种相容性物质在高渗透压环境下对产丁二酸大肠杆菌生长及发酵性能的保护差异，并构建某一种相容性物质组成型表达的质粒，考察重组大肠杆菌在高渗透环境下的表型，针对重组菌发酵环境进行优化，减少不必要的环境胁迫，与胞内改造相结合，进一步提升重组菌的发酵产酸性能[2]。本文将近年来渗透压保护剂对重组大肠杆菌产丁二酸的影响的研究概况综述如下。

【关键词】渗透压保护剂，耐渗透压机制，菌株改造

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本研究是以大肠杆菌为模式菌株,研究外源添加各种相容性溶质提高大肠杆菌对渗透胁迫适应性，在此基础上对利用基因工程手段提高大肠杆菌对渗透胁迫适应性的可行性和策略进行了研究。

在微生物发酵过程中，生产菌株经常面临高渗透压环境的危害，如高糖、高盐等环境。传统的发酵过程中，为提高菌株对高渗透压环境的耐受性，往往添加一类相容性物质，如海藻糖、甜菜碱和脯氨酸等。以高产琥珀酸大肠杆菌Suc260为例，其培养基过程中需要添加100mmol/L的甜菜碱，对比添加和未添加甜菜碱的试验数据发现，在未添加甜菜碱的情况下丁二酸浓度比添加甜菜碱情况下浓度低20g/L以上。因此，本课题拟针对大肠杆菌Suc260通过基因工程改造等手段，使其自身合成相关相容性物质，以提高其在高渗透压环境下的生长和代谢能力。目前报道的相容性物质主要有海藻糖、甜菜碱、脯氨酸等，故本研究针对Suc260体系，拟定以下研究手段：首先通过外源添加保护性物质比较并筛选出一至两种最优保护性物质，在此基础上，研究并确定相关保护性物质的合成代谢及调控途径，通过基因工程手段改造保护性物质代谢途径使菌株具有在高渗透压环境下优良的生长和代谢产酸能力。