高產L-精氨酸菌株的基因組整合與表達調控研究，主要通過基因工程手段對相關基因進行編輯、整合與表達調控，以解除反饋抑制，優化代謝途徑，從而提高L-精氨酸產量，具體內容如下：

一、基因組整合策略

關鍵基因整合：將鳥氨酸乙酰轉移酶編碼基因argJ整合到菌株基因組中，可增加L-精氨酸合成的前體物，促進它的合成，例如在谷氨酸棒狀桿菌中敲除乳酸脫氫酶編碼基因ldh后，在該位點整合argJ，可減少乳酸副產物積累，使L-精氨酸產量提高。此外，乙酰谷氨酸激酶編碼基因argB也是關鍵整合基因，敲除谷氨酸分泌蛋白編碼基因 NCgl1221后，在該位點整合argB，能減弱L-谷氨酸的胞外分泌，增加前體物積累，進而提高L-精氨酸產量。

代謝途徑相關基因整合：可將大腸桿菌來源的不受L-精氨酸反饋抑制的 argB 基因整合到谷氨酸棒桿菌基因組中，解除 L - 精氨酸對該酶的反饋抑制，增加 L-谷氨酸向L-精氨酸的代謝通量，提高其產量，還可通過下調葡萄糖-6-磷酸異構酶基因pgi的表達，迫使代謝流重定向到磷酸戊糖途徑（PPP途徑），提高胞內NADPH水平，為L-精氨酸合成提供更多還原力，如將鈍齒棒桿菌中pgi的RBS替換為強度更弱的元件，可使其產量顯著提高。

二、表達調控機制

解除反饋抑制：L-精氨酸合成途徑中的argA、argB等多個基因，受阻遏蛋白ArgR和FarR的轉錄負調控。當細胞中L-精氨酸濃度上升時，它們會結合到相應基因的啟動子區域，抑制基因轉錄，因此，敲除argR和FarR基因是提高其產量的關鍵策略之一，例如在谷氨酸棒桿菌中敲除這兩個基因后，L-精氨酸產量可顯著提高。另外，通過定向進化獲得不與操縱序列結合的阻遏蛋白突變體，也能消除轉錄抑制。

關鍵酶基因表達調控：乙酰谷氨酸激酶是L-精氨酸合成的關鍵限速酶，可通過定點突變降低其對L-精氨酸的敏感性，如鈍齒棒桿菌中ArgB的E19Y等突變可緩解反饋抑制。同時，過表達與L-精氨酸合成相關的其他關鍵基因，如pntAB和ppnK基因，可調節關鍵輔酶，增加胞內NADPH濃度，促進其合成。

啟動子調控：利用生長期依賴型啟動子（GPP）調控相關基因表達，如調控 sucA 基因，使菌株在指數生長期有足夠碳通量流向三羧酸循環（TCA 循環）以維持生長，在穩定期切換到低表達模式，引導更多碳通量生成L-精氨酸，從而優化代謝流分配，提高其產量。

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