重排大肠杆菌核甘酸途径开发新型无质粒工程菌高产胸苷

  胸苷，由脱氧核糖和胸腺嘧啶组成，是司他夫定、齐多夫定等多种抗病毒药物的前体化合物。目前，已经可以采用枯草芽孢杆菌属和棒状杆菌属的细菌类来生产。韩国ForBioKorea 公司和BioNgene 公司研究人员，以E.coli BL21位出发菌株构建了一株高产胸苷的无质粒工程菌株。

  通过基因组重组工程，敲除11个目标靶基因deoA tdk udp ung purR pepA argR rpoS deoD deoCAB，并敲入其他7个基因tdI(T4) nrdCA nrdB udk-dcd，获得无质粒工程菌HLT013，HLT013具有高产胸苷，并极少积累脱氧尿苷的优秀表型。

   研究人员利用DNA微阵列技术对工程菌HLT013和出发菌株E.coli BL21的基因表达特征进行了比较分析，基于微阵列分析结果，选择了pyr 合成基因和另外10个基因在HLT013中进行过表达来寻找候选靶点提高胸苷产率。结果显示，噬菌体休克蛋白A（PspA）通过降低氧化还原的压力显著促进胸苷的生产。在HLT013中对PspA基因进行整合过表达，获得的工程菌HLT026经120小时分批补料发酵，胸苷产量提高超过30%，达到13.2g/L。这项研究表明不仅可以通过对目的基因的过表达，也可以通过降低细胞内严重氧化还原不平衡压力。

  此外，研究还发现carA/B基因的启动子均受PurR、PepA、ArgR转录因子共调控，阻断这三个转录因子可提高胸苷的产量。

众多发展的工业菌株，无质粒工程菌株培养稳定、方便。利用大肠杆菌基因组重组工程，开发出一个胸苷过表达的无质粒工程菌，益处多多。