全 文 ：·综述与专论· 2013年第3期
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN
可德胶（Curdlan）是一种由 D-葡萄糖以 β-1，3-
糖苷键线性连接而成的中性多糖［1］。可德胶溶液在
加热冷却后可以形成不同性质的胶体 ：加热 60℃可
以形成低固胶，加热到 80℃可以形成高固胶［2］。因
其独特的凝胶特性被广泛应用于农业、建筑及化工
行业等多个领域。如在食品、化妆品等加工过程作
为添加剂，其抗 HIV、抗肿瘤、提高免疫力活性等
特性使其具有广阔的医用前景［3-5］。目前全球可德
胶产品约有 50 亿美元的市场份额，并预计以每年
10% 左右的需求速度增长。
可德胶可由细菌、真菌和植物等生物体合成，商
用可德胶主要由农杆菌（Agrobacterium species）及其
收稿日期 ：2012-09-06
基金项目 ：国家自然科学基金项目 (31170057)，云南省自然科学基金项目 (2010CD054)，国家科技型中小企业创新基金 (11C26215305956)
作者简介 ：余小琴，女，硕士研究生，研究方向 ：可德胶合成及其调控机理 ；E-mail ：14787884558@163.com
通讯作者 ：毛自朝，男，教授，研究方向 ：生物化学与分子生物学 ；E-mail ：mao2010zichao@126.com
土壤杆菌 ATCC31749 合成可德胶的研究进展
余小琴  吴毅歆  何月秋  毛自朝
（云南农业大学农学与生物技术学院，昆明 650201）
摘 要 ： 可德胶是一种具独特凝胶性质，由 β-1，3-糖苷键连接的中性多糖。近年来随着食品、化工、医药等产业的发展，
对可德胶需求也逐年增长。土壤杆菌 ATCC31749 是可德胶合成的优良发酵菌。结合已测序的基因组精细图和蛋白组学研究，从可
德胶多糖合成的生物合成途径与能量代谢、信号转导及其调控机制等的研究进展来阐明可德胶发酵生产过程中产量形成的主要限
制因素，并据此提出更高效可德胶生产菌株改良及发酵生产条件优化的策略与手段。
关键词 ： 基因组精细图和蛋白组学 可德胶生物合成 调控机制
Research on Curdlan Synthesized by Agrobacterium sp.
ATCC31749
Yu Xiaoqin Wu Yixin He Yueqiu Mao Zichao
（Agronomy and Biotechnology Institute，Yunnan Agriculture University，Kunming 650201）
Abstract:  Curdlan is a high molecular β-1, 3-glucan with unique gel nature. Curdlan and it’s modified molecule were used as new
materials applied widely in industries of food, pharmaceutics and chemical engineering, resulting in the growing of curdlan demand year by year.
Agrobacterium sp. ATCC31749 is an efficient industrious strain for curdlan production. This review summarized the advance of the fermentation
and physiology of curdlan biosynthesis of the strain. By combining with ATCC31749 genomic information and proteomics study, we focus on
signal transduction and regulation, energy producing and metabolic pathway of this special polysaccharides biosynthesis ；then analyze the
restriction factor for curlan synthesis and propose the strategies for how to improve the strain and optimize fermentation procedures.
Key words:  Genomic information and proteomics Curdlan biosynthesis Regulatory mechanism
衍生菌株发酵产生。土壤杆菌 ATCC31749（Agroba-
cterium sp. ATCC31749）是一种革兰氏阴性细菌，菌
体形态呈杆状，是可德胶发酵生产及研究的优良模
式菌株［6］。土壤杆菌 ATCC31749 的可德胶代谢是
一个复杂的体系，外界环境对其基因的转录和蛋白
质的表达有直接影响。大量试验表明，微生物利用
糖质原料发酵时明显受到培养基中氮源条件的影响，
土壤杆菌 ATCC31749 必须在氮源耗尽的条件下才能
合成可德胶，而氮素充足时只进行的是正常的葡萄
糖代谢途径［7，8］。但土壤杆菌 ATCC31749 的生长期
与产胶期是非偶联的，因此可以采用两阶段发酵的
方法提高产量。即第一步在正常氮源条件下增殖生
2013年第3期 31余小琴等 ：土壤杆菌 ATCC31749 合成可德胶的研究进展
长，提高菌体浓度 ；第二步在氮源限制条件下促使
可德胶的合成［9］。研究人员还发现控制 pH ［10］，搅
拌速率影响的氧溶解速率［11］，添加尿嘧啶 ［12］，使
用多聚磷酸盐［13］等对可德胶合成有显著影响。本
研究总结前人的研究结果，结合 ATCC31749 的基因
组信息及蛋白组分析数据试图阐述可德胶生物合成
途径及调控机理，并据此探讨可德胶发酵工艺优化
和发酵菌株改良的可能途径。
1 基于土壤杆菌 ATCC31749 基因组信息对
可德胶合成途径的分析
目前多个农杆菌菌株（包含 ATCC31749）的基
因组的测序已基本完成。2001 年根癌农杆菌（Agro-
bacterium tumefaciens str.）C58 序列信息和相关注释
的发表为土壤杆菌 ATCC31749 的基因信息研究提
供了重要参考［14］。2011 年，土壤杆菌 ATCC31749
基 因 组 信 息 正 式 发 表［15］， 经 blast 分 析， 土 壤 杆
菌 ATCC31749 与根癌农杆菌 C58 序列相似度达到
95%。在可德胶合成途径的研究方面，Stasinopoulos
等［16］通过转座子插入失活及功能互补分析，在土
壤杆菌 ATCC31749 的基因组中定位了 2 个可德胶
合成的基因座位，其中位置 I 是可德胶合成操纵
子， 含 有 crdA、crdS 和 crdC 3 个 基 因， 位 置 II 编
码一个潜在调控可德胶合成的蛋白 crdR ；2003 年，
Karnezis 等［17］研究确定了 crdS 基因编码可德胶合
成酶的催化亚基，是可德胶合成的关键基因，利用
crdS 蛋白及纤维素合成酶作内参进行同源聚类分析，
作出了 Fulvimarina pelagi HTCC2506，Agrobacterium
sp. ATCC31749，Agrobacterium tumefaciens（strain
C58/ATCC33970），Rhizobium leguminosarum bv. viciae
USDA 2370，Agrobacterium tumefaciens 5A，Agrobacte-
rium sp.（strain H13-3）的系统发育树，显示可德胶
合成酶在土壤菌属关系较近，且与 C58 菌株具 100%
的同源性（图 1）。
也需要三羧酸（TCA）循环提供物质和能量，在可
德胶合成期，TCA 下游代谢受到抑制，脂多糖和脂
蛋白合成减少，而 UDPG 与 UDP 之间转化增强，并
消耗大量 ATP，需要大量 O2 参与电子传递链来提供能
量［18］。通过序列 blast 比对和蛋白组学分析，在 C58
中证实功能的关键基因可在 ATCC31749 中定位，如
表 1 所示。表 1 中所示前两部分基因为 ATCC31749
可德胶代谢基本途径各酶的对应基因，其中第一部
分基因编码逆境条件下催化可德胶合成各步骤的酶
或因子，在可德胶合成期，其蛋白表达上调 ；第二
部分基因编码正常条件下糖类、脂类、蛋白质循环
代谢的各酶，在可德胶合成期，其蛋白表达下降［10］；
第三部分为可德胶合成的调控基因 ；第四部分为电
子传递链中的关键基因。目前表中所示的基因已在
ATCC31749 中找到精确的核酸和蛋白序列［19］，ATP
等能量供应是影响可德胶产量的关键因素，其电子
传递链能量代谢情况值得深入研究。ATCC31749 与
C58 的基因组相似度极高（表 1），而目前 C58 尚未
有可德胶合成的报道，其原因或是 C58 缺少低氮等
逆境条件下的诱导，或是其合成与运输基因调控网
络中关键元件的缺失等，尚需进一步研究。
2 可德胶合成信号转导及其调控途径分析
2.1 氮信号转导途径
细菌的氮素调控经典途径是 NtrB-NtrC 双组件调
控系统，菌体可通过胞内信号分子 α-酮戊二酸（2OG）
和谷氨酰胺（Gln）含量的比值变化来感知外界环
境中氮源的丰缺程度。当胞内 2OG 含量充足时，表
明外界环境中氮源受到限制，组氨酸激酶 NtrB 催化
应答调控蛋白 NtrC 磷酸化，使 NtrC 处于活化状态，
从而激活相关启动子和基因的转录，提高氮源利用
相关酶的表达量，并且影响可德胶和其他多糖的合
成，同时谷氨酰胺合成酶（GS）在腺苷转移酶（ATase）
的作用下脱酰苷而处于活化状态，催化谷氨酸合成
谷氨酸酰胺，进而在谷氨酸合成酶的作用下，催
化 α-酮戊二酸（2OG）与谷氨酰胺合成 2 分子谷氨
酸，并尽可能有效地从外界吸收氮源，形成铵态氮
后，转化为有机氮（主要是氨基酸和核苷酸）而快
速适应氮源限制环境 ；相反，当胞内 Gln 含量充足
时，表明外界环境氮源充足，NtrB 调节磷酸酶活性
Fulvimarina
ATCC31749
C58
5A
Rhizobium
H13-3
图 1 crdS 蛋白同源聚类分析
可德胶的合成需要低氮、低 pH 的环境因素诱导，
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第3期32
使 NtrC 脱磷酸化而处于失活状态，关闭氮源代谢相
关酶编码基因的转录和表达，此时菌体中 GS 被酰
苷化而失活［20］。ATCC31749 中 NtrB-NtrC 系统对氮
源的反应已在基因和蛋白质水平得到了验证，由蛋
白双向电泳结果表明有 40 种蛋白在 NtrC 突变体中
不能表达，但是葡萄糖磷酸变位酶的活性在 NtrC 突
变株中活性持续增长，在此条件下，此酶应是维持
菌株正常生长的代偿性增长 ；对于 NtrB 突变体，在
氮源限制时 NtrC 应急反应不能进行［21］。Kim 等［22］
发现创伤弧菌（Vibrio vulnificus）胞外多糖的合成（包
括 CPS 和 EPS），受低氮条件下诱导，并受转录因子
NtrC 与 σ 因子（rpoN 或其他）的调控，但 Ruffing 等［23］
基因名称 蛋白名称或功能 在 C58 上位置 在 ATCC31749 上位置 相似度（%） e value
crdA 可德胶合成蛋白 ATU3057 lcl|AECL01000028.1_cdsid_EGL65463.1 99.59 0
crdS β-1，3-糖苷键合成酶催化亚基 ATU3056 lcl|AECL01000028.1_cdsid_EGL65464.1 99.24 0
crdC 可德胶合成蛋白 ATU3055 lcl|AECL01000028.1_cdsid_EGL65465.1 98.33 0
dnaK 分子伴侣 dnaK 蛋白 ATU0122 lcl|AECL01000004.1_cdsid_EGL66852.1 100 0
atpA ATP 合成酶 α 链 ATU2624 lcl|AECL01000011.1_cdsid_EGL66164.1 100 0
glgC 葡萄糖 -1-磷酸腺苷转移酶 ATU4076 lcl|AECL01000046.1_cdsid_EGL63958.1 100 0
glk 葡萄糖激酶 ATU0184 lcl|AECL01000004.1_cdsid_EGL66914.1 99.12 0
exoN UTP 葡萄糖 -1-磷酸尿苷酰转移酶 ATU4050 lcl|AECL01000046.1_cdsid_EGL63933.1 100 3.00E-180
rpiA 核糖 -5-磷酸异构酶 A ATU1613 lcl|AECL01000067.1_cdsid_EGL62717.1 99.12 3.00E-124
pyrF 乳清酸 -5-磷酸脱羧酶 ATU0298 lcl|AECL01000004.1_cdsid_EGL67032.1 99.57 1.00E-133
tal 转酰酶 ATU4464 lcl|AECL01000003.1_cdsid_EGL67143.1 100 0
upp 尿嘧啶磷酸核糖转移酶 ATU0135 lcl|AECL01000004.1_cdsid_EGL66864.1 99.52 1.00E-119
sucC 琥珀酰辅酶 A β-链 ATU2638 lcl|AECL01000011.1_cdsid_EGL66179.1 99.50 0
pgm 葡萄糖磷酸变位酶 ATU3469 lcl|AECL01000063.1_cdsid_EGL62824.1 99.80 0
pgi 葡萄糖 -6-磷酸异构酶 ATU0404 lcl|AECL01000010.1_cdsid_EGL66460.1 99.63 0
tig 输出或保持蛋白质的促发因子 ATU1664 lcl|AECL01000049.1_cdsid_EGL63799.1 99.80 0
glmU 葡萄糖胺 -1-磷酸乙酰转移酶 ATU1787 lcl|AECL01000049.1_cdsid_EGL63670.1 99.31 0
murB UDP-N-乙酰葡糖糖氨还原酶 ATU2092 lcl|AECL01000008.1_cdsid_EGL66562.1 99.38 0
trpD 邻氨基苯甲酸磷酸核糖转移酶 ATU1687 lcl|AECL01000049.1_cdsid_EGL63776.1 99.71 0
trpA 色氨酸合酶 α-链 ATU0019 lcl|AECL01000011.1_cdsid_EGL66412.1 100 1.00E-158
lpxA 脂多糖合成 ATU1384 lcl|AECL01000033.1_cdsid_EGL64751.1 99.63 1.00E-154
exoR 胞外多糖合成的负调控因子 ATU1715 lcl|AECL01000049.1_cdsid_EGL63747.1 100 5.00E-157
hisF 组氨酸合成 ATU0039 lcl|AECL01000011.1_cdsid_EGL66431.1 99.61 9.00E-147
kdsA 脂多糖合成的醛缩酶 ATU1424 lcl|AECL01000033.1_cdsid_EGL64709.1 98.58 1.00E-164
hisG 组氨酸合成 ATU0679 lcl|AECL01000035.1_cdsid_EGL64631.1 99.13 4.00E-131
mscL 通道蛋白 ATU0528 lcl|AECL01000035.1_cdsid_EGL64413.1 99.30 4.00E-77
ntrB 激酶传感蛋白 ATU1445 lcl|AECL01000065.1_cdsid_EGL62777.1 100 0
ntrC 调控感应蛋白 ATU1446 lcl|AECL01000065.1_cdsid_EGL62776.1 100 0
ppk 多磷酸盐激酶 ATU1144 lcl|AECL01000033.1_cdsid_EGL65006.1 100 0
crdR 转录调控蛋白 ATU0361 lcl|AECL01000004.1_cdsid_EGL67094.1 100 4.00E-78
NuoB NADH 泛醌氧化还原酶 B 链 ATU1269 lcl|AECL01000033.1_cdsid_EGL64881.1 100 7.00E-114
sdhB 琥珀酸脱氢酶铁硫蛋白 ATU2642 lcl|AECL01000011.1_cdsid_EGL66185.1 99.23 3.00E-153
mdh 苹果酸酶 ATU4676 lcl|AECL01000032.1_cdsid_EGL65047.1 99.13 0
cydA 细胞色素 d 氧化酶 ATU4091 lcl|AECL01000046.1_cdsid_EGL63973.1 99.43 0
cyoA 细胞色素 bo 末端氧化酶 ATU0142 lcl|AECL01000004.1_cdsid_EGL66871.1 100 0
fixN 细胞色素 c 氧化酶 ATU1537 lcl|AECL01000077.1_cdsid_EGL62010.1 100 0
cycM 细胞色素 c ATU0101 lcl|AECL01000004.1_cdsid_EGL66831.1 100 2.00E-109
fbcB 泛醌细胞色素 c 还原酶 ATU2238 lcl|AECL01000012.1_cdsid_EGL66074.1 96.00 0
表 1 可德胶合成相关基因在土壤杆菌 ATCC31749 中定位情况
2013年第3期 33余小琴等 ：土壤杆菌 ATCC31749 合成可德胶的研究进展
发现，RpoN（σ 因子）敲出体中可德胶合成的增加
30%，预示磷酸化的 ntrC 可能直接作为可德胶合成
相关基因的活化转录因子，而 RpoN 的突变降低了
RpoN 对活性 NtrC 竞争结合，增强了可德胶合成代
谢途径基因的转录活化。
2.2 第二信使C-di-GMP对可德胶合成的作用
环二鸟甘酸（c-di-GMP）是 1987 年在研究木醋
杆菌（Acetobacter xylinum）中纤维素合成调控的过
程发现的，这种低分子量、高稳定的核苷酸信号分
子使木醋杆菌纤维素产量提高 200 倍［24］。进一步
研究表明，c-di-GMP 是一种普遍存在的调控革兰氏
阴性细菌生物膜合成的第二信使，通常含有 GGDEF
保守结构的合成酶（DGC）和含有 EAL 或 HD-GYP
保守结构蛋白的降解酶（腺苷二磷酸酶）来控制其
在细胞内的合成和分解［25］。ATCC31749 基因组含
有 31 个含有 GGDEF 保守结构域的潜在鸟苷酸环化
酶（DGC）和十几个含 EAL 或 HD-GYP 保守结构域
的磷酸二脂酶（PDE）基因，表明 ATCC31749 菌株
含有正常的 c-di-GMP 及信号传导系统。Ruffing 等通
过转录组分析发现，在限制氮源的培养条件下，有
3 个 GGDEF 保守结构域的基因表达增高 2 倍以上，
将这 3 个基因敲出后，其中一个基因（AGRO_3967）
的敲出，相比对照，可德胶合成降低了 1 倍。我
在 ATCC31749 菌株中表达来源于大肠杆菌，能合
成 c-di-GMP 的鸟苷酸环化酶（DGC）yddV 基因和
降解 c-di-GMP 磷酸二脂酶（PDE）yhjH，结果发现
yddV 和 yhjH 的表达改变了 ATCC31749 菌株中 c-di-
GMP 的含量 ；在对 pBQyddV/ATCC31749，pBQyhjH/
ATCC31749，pBQ/ATCC31749（ 对 照 ）3 菌 株 进 行
可德胶的发酵培养发现，经 120 h 的发酵培养后
pBQyddV/ATCC31749 可 德 胶 含 量 最 高，pBQyhjH/
ATCC31749 几乎检测不到可德胶的合成，而对照
pBQ/ATCC31749 的 含 量 低 于 pBQyddV/ATCC31749
菌株（未发表数据），而初步揭示了在 ATCC31749
中可德胶的合成是受第二信使环鸟苷二磷酸（c-di-
GMP）正调控。
C-di-GMP 通过与效应蛋白受体（如 fleQ，pelD，
vpsR 和 vpsT）或被调控基因的非编码的特异序列形
成的特殊二级结构（如核糖核酸分子开关，ribosw-
tich）相接合而诱发基因转录、蛋白质翻译及翻译后
修饰的信号网络传导过程，最终诱发与细菌运动、
致病性、生物膜（包括胞外多糖）合成相关的生理
代谢变化［26-28］。利用 ATCC31749 基因组信息进行
blast 分析 ：pelD 未发现同源基因 ；FleQ，vpsR 均与
ATCC31749 中低氮信号感应与传递的转录因子 NtrC
具 55% 的同源性 ；而 VpsT 则与其群体效应（quorum
sensing）的转录因子 LuxR 基因高度同源。Nesper
等［29］报道了一个人工合成能从蛋白组中捕获 c-di-
GMP 结合蛋白的分子（cdG-CC），该分子具有 3 个
功能基团，用其进行 c-di-GMP 结合蛋白的分离及质
谱测定是目前研究 ATCC41749 中 c-di-GMP 调控可
德胶合成信号传递，特别是 c-di-GMP 受体分子的有
效手段之一。
2.3 多聚磷酸盐、酸钙复合体、严紧反应相关的
信号途径
能量的供应是可德胶合成的重要限制因子，一
种潜在的能量源就是包括多个高能磷酸键的多聚磷
酸盐［30］，在细胞内多聚磷酸盐在酸钙复合体中积
累，其水平受到胞外多磷酸酯酶（PPX）活性的影
响。多聚磷酸盐除了作为一种高能键的储备物外，
它的积累也是一种严紧应答反应。细胞内作严紧反
应信号，鸟苷五磷酸盐（pppGpp）和鸟苷四磷酸
盐（ppGpp）［简称（p）ppGpp］的积累能抑制胞外
多磷酸酯酶活性外，还能直接影响许多基因的转录
和翻译［31］。严紧反应信号（p）ppGpp 的合成受氨
基酸饥饿的诱导，在限制氮素时，氨基酸合成降低
或停滞，而导致酮酸的积累进而降低胞内的 pH 值，
pH 为 5.5 时是可德胶合成的最佳条件，比其正常生
长的 pH（7.0）要低很多。在此过程中 rrpP 基因（编
码一种膜相关的质子变位焦磷酸酶）可控制质子在
胞液和酸钙复合体间的转运从而调节 pH，它在可德
胶合成期比菌体生长期表达下调了 7 倍 ；在可德胶
合成过程中，转录组分析及敲出试验表明严紧控制
信号基因 relA/spoT 系统决定着能否产生可德胶，而
不仅仅是只调控其产量高低［23］。研究还发现，在该
菌的培养基中加入三羧酸循环的代谢中间物（如柠
檬酸，苹果酸等）可刺激多糖合成［32］，这与我们
的前期研究在低氮、低 pH 条件的培养基中加入柠
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第3期34
檬酸能增强野生型 ATCC31749 可德胶的产率（结果
未发表）相符合。柠檬酸在此反应中除作为三羧酸
循环的重要中间产物，还起到调节环境 pH 等作用。
因此多聚磷酸盐积累、酸钙复合体形成导致的 pH
变化及细胞严紧反应因子的变化等相互交织，决定
着可德胶的合成及产量。
2.4 crdR的调控作用
crdR 是可德胶合成的潜在调控基因［16］，目前其
对可德胶合成的调控机理的研究还较少，试验表明
crdR 的敲除使 ATCC31749 菌株丧失了可德胶多糖的
合成能力［33］。我们在 ATCC31749 中表达 crdR，相
对于对照，可德胶合成增加 35%，半定量 PCR 初步
分析发现 crdR 表达后，无论在细胞增殖期还是在可
德胶的合成期，ATCC31749 菌株 crdS 均呈上调表达
的趋势（未发表数据）。克隆后测序分析发现，crdR
与 苜 蓿 中 华 根 瘤 菌（Sinorhizobium meliloti，Strain
1021）转录因子 phrR 高度同源，并且苜蓿中华根瘤
菌中转录因子 phrR 的表达在 pH<6.2 的条件下增强
了 5 倍［34］，类比预示 ATCC31749 菌株中，酸性条
件刺激可德胶的合成可能受控于 crdR 的表达，目前
推测 crdR 与 pH 降低所引起的信号感应与转导有很
大关系。我们对可德胶多糖生物合成代谢网络的关
键基因编码的蛋白 crdA，crdS，crdC 和 crdR 中均存
在一些潜在的 c-di-GMP 结合的位点，推测 c-di-GMP
在 ATCC31749 菌株中，可能在转录水平上首先与
crdR 等转录因子相结合而诱导了包括 crdA，crdS 和
crdC 等合成相关基因的表达，且 c-di-GMP 进一步与
crdA，crdS 和 crdC 相结合，激活关键合成酶系统，
但具体的调控可德胶的合成机制有待进一步的阐述。
3 展望
综合以上分析，就可徳胶发酵合成的整个代谢
过程而言，氮源限制、酸性环境、溶氧量及搅拌速
度等都密切影响着可徳胶的合成。根据测序的土壤
杆菌 ATCC31749 基因组信息初步确定了可徳胶的
合成途径和主要的调控基因及调控机理，但其信号
转导网络有待更多的研究和相关试验的证实。文献
中有一些有趣的问题引起了我们的注意 ：在可徳胶
合成过程中，能量比底物的限制更具影响力，研究
者 对 发 酵 过 程 中 UTP、ATP、ADP、AMP、NAD+、
NADH 和 UDPG 等进行监测发现，即使 UDPG 的量
很高，但 ATP 水平不高时可徳胶合成仍然很有限［10］，
蛋白组学结果表明在可徳胶合成量高时，ATP 合成
酶和 UTP 合成酶表达都有较大增长［23］。虽然现在
公认的可徳胶合成是以 UDPG 为单糖载体，但 ATP
在其中所起的作用是不可否认的，ATP 可作为能量
物质也可能是单糖的结合载体。在可徳胶合成后转
运途径中，PssAG 可能参与了运输过程［35］，但可德
胶从胞内运输到胞外的通道结构和调控机制也是将
来研究的热点。
为了提高大规模发酵生产中可德胶的效率，菌
株选育与优化是关键，虽然传统的诱变选育方法获
得良好的效果，但在基因组信息已知的前提下，代
谢工程手段改造是获得高产菌株是另一条重要途径。
提高热凝胶合成过程中葡萄糖转化为可德胶的代谢
流，增强菌体细胞呼吸链的整体效率以增强 ATP 的
生成能力，并结合普通的诱变与适应驯化应该是未
来菌株优化的首选方法。如通过表达 Vhb 基因增强
在可德胶合成过程中细胞内的氧分压［36］，表达 c-di-
GMP 合成酶基因（如 AGRO_3967）增加胞内 c-di-
GMP 含量，表达 pH 调控相关的蛋白 crdR 等（见前
述）；通过 ATCC31749 基因组信息敲除如 rpoN、部
分 c-di-GMP 降解酶、多聚磷酸水解酶 ppX1 等基因
将是未来代谢工程改造和优化菌株的首选方法 ；增
强该菌株廉价碳源利用如纤维素、半纤维素利用能
力的酶类的表达，从而降低发酵成本 ；并且从工艺
上改进发酵设备，优化规模，提高分离纯化水平等
解决可德胶生产过程的限制因子，提高可德胶的产
量和质量。
参 考 文 献
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（责任编辑 狄艳红）