基于粗甘油代谢工程强化Ralstonia eutropha合成聚(3-羟基丁酸酯)的研究

《Bioresource Technology》：Metabolic engineering of Ralstonia eutropha for enhanced poly(3-hydroxybutyrate) production from crude glycerol

本研究通过将透明颤菌血红蛋白(VHb)基因导入Ralstonia eutropha H16构建重组菌株B101，显著提升了粗甘油转化效率。在最优条件下获得细胞干重(CDW)37.94 g L-1，PHA含量68.39%，P(3HB)产量22.95 g L-1，为工业废料资源化生产可降解塑料提供了绿色方案。

　　

亮点

材料

野生型Ralstonia eutropha H16菌株（BCRC编号13036）和pBHB2质粒（含有透明颤菌血红蛋白(VHb)基因和PHA合成基因）购自台湾新竹的生物资源保存及研究中心。粗甘油采集自台湾桃园的生物柴油工厂。氯仿和氯化钠购自J.T. Baker公司，二苯醚由Lancaster Synthesis公司提供。其他化学试剂均为分析纯级别，可直接使用无需进一步纯化。

重组R. eutropha B101中VHb基因的表达

VHb基因序列与野生型R. eutropha H16显示高度同源性，表明同源重组成功（图S2）。DNA图谱[图S3(a)]中，泳道M为DNA标记，泳道1为野生型R. eutropha H16，泳道2为携带pBHB2质粒的大肠杆菌XL1。泳道3和4分别显示携带pBHB2的重组R. eutropha B101在含氨苄青霉素（Ap）和不含抗生素条件下的结果。在约2.0 kb处出现特异性DNA条带，证实VHb基因已整合至重组菌基因组中。

结论

通过同源重组将携带VHb基因的pBHB2质粒成功构建重组R. eutropha B101，实现了可持续生产P(3HB)。该菌株在72小时发酵后对粗甘油的消耗率提升至66%，细胞干重(CDW)达37.94 g/L，PHA含量为68.39%，PHA浓度达到22.95 g L^-1。所产PHA经鉴定为聚(3-羟基丁酸酯)[P(3HB)]，具备优异的分子量（223 kDa）和热稳定性（热降解起始温度240°C），为工业级生物可降解塑料生产提供了高效菌株平台。