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S-腺苷蛋氨酸(SAM)广泛存在于生物体细胞中,参与体内转甲基、转硫基和聚胺合成等多种重要的反应,它在肝病、抑郁症和关节炎等疾病的治疗与预防中有重要的应用,市场需求量巨大。本文运用代谢工程技术对酿酒酵母工业菌株ZJU001中SAM合成的相关代谢途径进行改造以提高SAM的产量。在菌株ZJU001中利用多拷贝整合型质粒pYMIKP-SAM2实现了SAM2基因的过表达,增加了胞内SAM合成酶的表达量,提高菌株合成SAM的能力。在10L发酵罐上,改造菌株的SAM产量达到8.81 g/L,比原始菌株提高了27.1%。以模式菌株BY4741为对象开展了酿酒酵母胞内合成SAM相关代谢网络的研究。从SAM合成的底物供给、SAM合成后的累积及降解途径等角度出发,分别构建了P型ATP酶基因PMRl、糖原支链酶基因GLC3、细胞周期蛋白依赖性激酶基因PH085和SAM脱羧酶基因SPE2等四个基因敲除的突变菌株。考察各突变菌株SAM的合成能力,发现GLC3和SPE2的单独缺失有利于酿酒酵母对SAM的合成与积累。为提高工业菌株ZJU001中基因敲除的稳定性,建立了一套针对双倍体工业菌株的基因快速敲除的新方法。构建了ZJU001中的GLC3、SPE2、ERG4和ERG6四个基因分别敲除及GAL11基因过表达的五个突变菌株。通过考察突变菌株的SAM合成能力,结果显示GLC3和SPE2基因敲除的突变菌株其SAM产量分别提高了20.1%和12.4%。运用标记回收的基因敲除技术在ZJU001中同时敲除GLC3和SPE2,并过表达SAM2,获得工程菌ZJU001-GS-SAM2。该菌在摇瓶发酵中的SAM产量达到1.14g/L,是出发菌株的1.7倍,结果表明三个基因改造对促进SAM的合成和积累具有协同作用。运用反馈控制分批补料发酵策略在10L罐上考察了ZJU001-glc3、 ZJU001-spe2、ZJU001-GS以及ZJU001-GS-SAM2的SAM生产能力,结果显示ZJU001-GS-SAM2的SAM产量最高,达到10.32 g/L。以发酵积累数据为基础,建立拟指数流加模型,设定比生长速率μ=0.125 h-1,对ZJU001-GS-SAM2的发酵进行优化,生物量最终达到121.0 g DCW/L,SAM产量达到12.47 g/L。本论文利用代谢工程技术对酿酒酵母工业菌株ZJU001合成SAM的代谢网络进行优化和改造,大幅度提高了该工业菌株生产SAM的能力,为SAM的工业化生产打下良好的基础。