1、成果简介

本项目首先借助比较蛋白组学研究技术，从细胞内异亮氨酸合成及转运的整体网络入手，揭示其中影响氨基酸胞外积累的若干关键蛋白质，研究氨基酸合成及转运、代谢调控、底物利用、细胞通透等相关蛋白质的作用机制。然后采用系统生物学和代谢工程研究手段，利用启动子改造、基因共表达、酶定向进化等技术进行系统改造，以显著提高乳糖发酵短杆菌支链氨基酸生产水平。比较蛋白组学分析将为支链氨基酸高产机理研究奠定坚实理论基础，乳糖发酵短杆菌代谢工程系统改造为工业化应用提供有力技术支撑。

2、关键技术

L-异亮氨酸是人体8种必需氨基酸之一，因其具特殊的结构和功能，其用量逐年增长，目前国际上日本生产L-异亮氨酸且占垄断地位，厂家有味之素、协和发酵和田边制药三家，均已发酵法生产，产率达30-35 g/L，提取率60-70%，我国的异亮氨酸研究起步晚，目前分批发酵大罐产酸率为20-22g/L，总得率为40-50%，与日本相比较，我国的L-异亮氨酸生产水平还很低下，主要是由于生产菌株绝大多数通过诱变选育获得，少数菌株利用基因工程手段改造，但仅局限于少数合成酶基因，这严重制约了支链氨基酸产率的进一步提高。

本成果克服了行业内的菌株瓶颈，并优化获得了工业发酵工艺。