通过代谢工程的手段使得大肠杆菌在无氧条件下以葡萄糖同时生产氢气和乙醇

以大肠杆菌作为底盘细胞生产化学产品的运用多的数不胜数，而本研究也是利用大肠杆菌作为细胞工厂同时生产两种较为容易分离的化学品—氢气，乙醇。

因氢气和乙醇的生产都需要辅因子NAD(P)H，而这两种辅因子是如上图的PP途径中产生，于是按照套路，屏蔽旁路是解决目标途径流量的有效方法，于是在研究中，敲除了EMP途径的关键酶-磷酸葡萄糖异构酶（pgi），然而这种敲除pgi基因的菌株以葡萄糖为碳源的情况下，在无氧条件下生长。根据生物驯化的手段也无法得到目标菌株，但是该菌株以果糖或葡萄糖酸盐为碳源的情况下则可以在无氧的正常生长，根据推测原因 ，于是研究者在菌株中表达了两种基因—葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（glucose-6-phosphate dehydrogenase，Zwf）和6-磷酸葡萄糖-内酯酶（6-phosphogluconolactonase，Pgl），发现单独表达Zwf基因，菌体就可以恢复生长。接下来，为了提高乙醇和氢气的产量，进行了诸多尝试，包括1.Zwf和Pgl的表达量（IPTG浓度的探索）；2.进一步提高PP途径的通量，屏蔽ED途径；3.过表达转氢酶（udhA,pntAB）;4.对Zwf和Pgl进行天然筛选以及尝试不同来源的各种组合。

研究最后得到一株菌-SH5Δpgi_ZLGG（SH5为出发菌株，里面内含有敲除氢化酶-hyaAB,hybBC，甲酸氢解酶负调控因子-hycA，乳酸脱氢酶-ldhA，富马酸还原酶-frdAB等基因，ZL表示Zwf基因来源于肠膜明串珠菌，GG表示Pgl来源于氧化葡糖杆菌），最后该菌株对应的乙醇产量为1.62 mol乙醇 mol-1葡萄糖，氢气产量为1.74 mol H2mol-1葡萄糖，该产量接近理论产量。

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