工程改造固氮螺菌实现高效产铵及与谷氨酸棒杆菌共培养生产L-谷氨酸

《Applied Microbiology and Biotechnology》：L-Glutamate production from nitrogen gas by co-culturing Corynebacterium glutamicum with Azotobacter vinelandii

　　

摘要

生物固氮作为一种替代哈伯-博施依赖的发酵工艺和农业系统的方案，受到了广泛关注。固氮螺菌（Azotobacter vinelandii）是需氧固氮的成熟模式生物，已被工程化改造以生产铵；然而，关于其作为氮源利用的研究有限。在本研究中，我们将由tac启动子驱动的nifA过表达盒整合到algU位点，构建了A. vinelandii菌株。工程菌株在烧瓶培养中稳定产生浓度为1 g L^?1的铵。通过结合补料分批发酵、消泡处理和添加乳酸，在罐式发酵器中将铵产量进一步提高到1.5 g L^?1。此外，产铵的A. vinelandii菌株与谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）共培养，实现了从氮气生产2 g L^?1 l-谷氨酸。该策略有助于开发环境友好的发酵工艺，以从氮气生产各种含氮化合物。

关键点

• 构建了稳定过表达nifA的A. vinelandii菌株。

• 工程菌株在罐式发酵器中实现了铵产量的提高。

• A. vinelandii与C. glutamicum共培养实现了L-谷氨酸的生产。

图形摘要