1、项目简介

γ-氨基丁酸（GABA）是神经系统中一种重要的抑制性神经递质，具有多种生理功能，在医药、功能性食品和饲料添加剂领域有广泛的应用前景。利用微生物生产GABA，是近十年来发酵工程领域的研究热点之一，其中乳酸菌和大肠杆菌（Escherichia coli）是生物合成GABA研究中最常用的菌株。GABA是一种非蛋白氨基酸，以游离的形式存在于生物体内。动物、植物、微生物中都有GABA的存在。在畜牧养殖方面，GABA作为抑制性神经递质，具有抗热应激与镇静等作用，补充GABA可缓解动物由于热应激引起的生长受阻、体重下降等。在饲料中添加GABA对猪、牛、鸡等养殖都有促进作用。

2、创新要点

    本项目分别从乳酸菌和大肠杆菌出发，通过基因工程和代谢工程改造菌株，并优化菌株发酵条件和发酵策略，提高了生物合成GABA的产量和生产效率, 1 L以玉米芯水解液为碳源的培养基中的培养的L. buchneri WPZ001细胞通过静置发酵和静息细胞转化累计可得到GABA 117 g。主要创新点结论如下：发现L. buchneri WPZ001可利用木糖或玉米芯水解液为碳源生长并通过静置发酵高产GABA；发现E. coli BL21(DE3)/pET20b-torA-gadB在信号肽TorA引导下可有效分泌表达GadB并可用于高效生产GABA；发现在大肠杆菌中表达Weimberg途径可将木糖合成GABA的精简为7步反应；E. coli JWZ08/pWZt7-g3/pWZt7-xyl以木糖直接合成GABA产量是此前葡萄糖直接合成GABA的报道的3倍。