[00032129]乳糖发酵短杆菌生产莽草酸产量的方法

莽草酸(shikimic acid)是芳香族氨基酸和芳香维他命的生物合成通路——莽草酸途径的重要中间体。根据对莽草酸的药理研究，莽草酸通过影响花 生四烯酸代谢来抑制血小板聚集， 从而可以抑制动、静脉血栓及脑血栓形成；具有抗炎、镇痛作用。莽草酸还可以作为抗病毒和抗癌药物的中间体，是二恶霉素，乙二醛酶抑制剂等抗肿瘤药物的合成原料，同时也是合成神经氨酸酶抑制剂随着禽流感疫情在全球蔓延，以及人感染高致病性禽流感病例的增加，莽草酸更加供不应求。 虽然莽草酸途径在植物、微生物和寄生生物中广泛存在，但该途径的中 间代谢物，如莽草酸、奎尼酸等的大量生产却并不容易，目前主要是从八角属植物果实中提取莽草酸。但由于 受到植物资源数量和产地的限制，随着近几 年，禽流感的流行，由于生产需要莽草酸作为关 键原料，提取法已 略显不能满足生产的需要。莽草酸及其类似物的化学合成方法，主要有 Diels.Alder 反应、逆 Diels.Alder 反应、碳氢化合物转化法和奎宁酸转化法。化学方法合成莽草酸，但需耗费大量的化学原料，工艺过程复杂，同时 产生有害物质，污染环境。因此， 通过直接发酵生物合成莽草酸，成为优选 的替代方法。但我国目前还没有可以发酵生产莽草酸的菌种。 本技术利用合适的酶抑制剂提高发酵法合成莽草酸产量的方法，由于草甘膦抑制了 3-磷酸莽草酸向 3-磷酸-5-烯醇式丙酮酸莽草酸的转化，使得莽草 酸途径在生成 3-磷酸莽草酸后被阻断，造成莽草酸的累积，提高了莽草酸的产量，同时减少了莽草酸途径下游的副产物的产生。由于在加入草甘膦之前，乳糖发酵短杆菌的生长比通过基因工程部分或完全阻断后的乳糖发酵短杆菌的生长正常，达到相同生物量所需的时间缩短，因此在适当时间加入草甘膦，既保证了莽草酸途径被阻断，又保证了足够的生物量。莽草酸产量可达未添加草甘膦时的 1.667 倍 -2.887 倍。同时避免了生产中，由于基因工程菌过多基因操作造成的生产菌种退化问题，使得生产条件更加稳定和可靠。