大肠杆菌丁醇耐受机制及耐受菌选育研究进展

摘要: 随着全球变暖和能源危机日益加剧，生物丁醇因能用作清洁能源和重要化学品而备受关注。大肠杆菌（Escherichia coli）由于具有优良的遗传操作性能成为丁醇生产的底盘菌，但丁醇对细胞的毒害作用已成为提高工程菌丁醇产量的瓶颈，因而增强E. coli丁醇耐受性是提高工程菌丁醇产量的必要前提。为此，需要详细了解E. coli丁醇耐受机制。丁醇可破坏细胞膜的屏障作用、扰乱物质转运和传递功能，细胞产生与热激、渗透等胁迫类似的生理应答反应，通过转录与翻译调节应答丁醇胁迫。从上述几个方面综述了E. coli丁醇耐受机制,并总结了运用基因工程理性设计获得丁醇耐受菌株的研究进展。然而目前丁醇耐受机制尚未完全揭示，限制了理性设计策略的应用，因此文中也概括了运用定向进化获得耐受丁醇菌株并解析丁醇耐受功能基因的反向代谢工程策略在此方面的研究进展。同时也关注和评述了最新的组合策略、化学修饰方法提高E. coli丁醇耐受性的研究。最后总结和展望了提高底盘菌株E. coli丁醇耐受性的关键策略。