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琥珀酸是一种重要的四碳平台化合物，广泛应用于医药、农业以及食品等领域。微生物法发酵生产琥珀酸以其社会、经济和环境效益展现出良好的发展前景。谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum作为传统的氨基酸生产菌，是工业生物技术中各种化学品的生产平台菌株。相比厌氧发酵受还原力NADH不足的限制，好氧发酵中高密度的生物量积累、高的碳通量以及快速的产物生成等优点使其更有利于实现大规模工业化生产。敲除琥珀酸脱氢酶系的谷氨酸棒杆菌能够在好氧条件下生产琥珀酸，乙酸是主要的副产物。敲除所有已知的乙酸生成途径，同时过表达回补途径的相关酶，发现仍有乙酸积累。构建乙酸利用途径能够解决这一问题，即将大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中编码乙酰辅酶A合成酶的基因acs和acsA分别引入到好氧生产琥珀酸的谷氨酸棒杆菌中，经发酵比较发现二者均能完全消除乙酸积累，而acsA的引入即菌株ZX1（pEacsA）有更高的琥珀酸产量，得率为0.50mo（lmol glucose）-1。然而，这一操作导致丙酮酸积累增加，为了增加琥珀酸生产的碳通量，过表达谷氨酸棒杆菌自身的编码柠檬酸合成酶的基因gltA，得到菌株ZX1（pEacsAgltA）。相比菌株ZX1（pEacsA），菌株ZX1（pEacsAgltA）的琥珀酸得率提高22%，丙酮酸得率下降62%。分批补料发酵菌株ZX1（pEacsAgltA），最终生产241mM琥珀酸，平均体积产率为3.55mM h-1，得率为0.63mol（molglucose）-1。由此，本文为好氧生产琥珀酸的大规模工业化提供了一个有潜力的平台。农业废弃物中的阿拉伯糖，被公认为是微生物发酵生产高价值化学品的理想原料之一。这里将大肠杆菌的阿拉伯糖操纵子araBAD引入到生产琥珀酸的谷氨酸棒杆菌中，使其能够在好氧条件下利用L-阿拉伯糖为单一碳源生产琥珀酸。另外，为了增加流向琥珀酸的碳通量，共表达谷氨酸棒杆菌自身的柠檬酸合成酶和来自枯草芽孢杆菌的乙酰辅酶A合成酶，得到的菌株ZX1（pXaraBAD，pEacsAgltA）生产了82.3mM琥珀酸，得率为0.64mol（mol L-arabinose）-1，达到最大理论得率的76.8%，同时积累极少量的副产物。而且，以葡萄糖和阿拉伯糖为混合底物摇瓶发酵时，该菌株最终生产琥珀酸110.23mM，这是目前为止报道中以无机盐培养基好氧培养的最高琥珀酸产量。