代谢工程改造大肠杆菌生产γ-氨基丁酸的开题报告.docx

代谢工程改造大肠杆菌生产γ-氨基丁酸的开题报告
一、研究背景和意义
γ-氨基丁酸（GABA）是人体内一种重要的非编码氨基酸，具有调节中枢神经系统活性，减轻焦虑、改善睡眠的功效。提高食品中GABA含量不仅是满足人们健康需求的重要手段，还可以增加食品的营养价值和开发具有特色的新食品。大肠杆菌是一种常用的工业微生物，具有操作简单、代谢途径完整、发酵产品高纯度等优点，在工业中得到广泛应用。因此，通过代谢工程手段改造大肠杆菌实现GABA生产具有重要的研究意义和应用价值。
二、研究目的和内容
1.目的：通过代谢工程手段构建大肠杆菌GABA生产菌株，提高其GABA生产效率，并寻找最优化的生产条件。
2.内容：
（1）筛选适合GABA生产的途径：通过文献综述调查，筛选植物和细菌等提供GABA前体物质的途径，包括谷氨酸途径、丙酮酸途径、从Glycine途径和从Putrescine途径。根据不同途径选择相应的基因构建表达负载体，并在E.coli中表达，筛选产GABA效果最优的途径。
（2）构建GABA生产大肠杆菌：基于所选途径，设计和合成包含上述基因的表达负载体，并通过化学转化或电转化的手段导入到大肠杆菌菌株中，筛选高效稳定的表达株系。
（3）优化GABA生产条件：在选择的最优表达株系基础上，对生产条件进行优化，包括培养基成分调整、温度调节、发酵时间控制等，寻找最佳的生产条件。
（4）GABA生产量的测定：采用高效液相色谱法（HPLC）对发酵液中的GABA进行测定，以确定最终的GABA生产量。
三、研究意义与创新点
1.研究意义：通过代谢工程手段改造大肠杆菌实现GABA生产，特别是基于GABA在人体健康中的重要作用，这种新的生产方式对于GABA的应用和开发具有广泛的应用价值。
2.创新点：本研究将通过代谢工程手段构建大肠杆菌GABA生产菌株，并通过优化生产条件，寻找最佳生产方式。同时，还将采用高效液相色谱法对生产液中的GABA进行测定，确定最终生产效果。