1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

谷氨酸棒杆菌 corynebacterium glutamicum 是微生物发酵工业的经典菌种。具有产谷氨酸效率高，无致病性、不产孢子、自身胞外蛋白酶分泌缺失，食品安全性好等优点。目前通过 c. glutamicum 发酵的产品已从单纯的 l-谷氨酸扩展到 l-赖氨酸、l-苏氨酸、l-精氨酸、l-缬氨酸、l-鸟氨酸、l-谷胺酰胺等涉及食品、医药、化学品等各个行业。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

前期关于谷氨酸棒杆菌厌氧代谢合成丁二酸的研究中存在着羧化途径关键酶活性表达不理想等问题，限制了进一步的研究。本课题根据启动子在基因转录与酶活性表达有重要影响的理论基础，采用多基因启动子改组的方法，选择在好氧-厌氧条件下不同调节功能及不同转录强度的启动子用于特定酶蛋白的表达，通过分析基因转录水平与关键酶活性表达及代谢产物的定量关系进行谷氨酸棒杆菌好氧-厌氧两阶段的代谢动力学研究，并进一步探讨该动力学模型在摇瓶及发酵罐规模等不同实验尺度下的实适用性。在此模型指导下，选择合适的组成型表达启动子对羧化途径关键酶在谷氨酸棒杆菌中实现高效可控表达。

通过替换两个关键启动子，对五个补缺酶丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶，苹果酸酶和草酰乙酸羧化酶的表达进行调控，考察对最后有机酸产量的影响。