本发明公开了一种提高大肠杆菌合成血红

素的方法，属于代谢工程技术领域。本发明通过

将来源大肠杆菌的血红素合成途径基因分成两

个模块，利用拷贝数不同的质粒，将两个模块随

机组合，在过量表达谷氨酰-tRNA还原酶(hemA编

码)、谷氨醛氨基转移酶(hemL编码)的基础上，强

化了血红素合成途径。本发明构建的重组大肠杆

菌工程菌*** DH5α：pUC19-hemA-hemL+

pACYCDuet-2-hemB-hemC-hemD-hemE+pRSFDuet-

2-hemF-hemG-hemH摇瓶发酵培养48h，生产血红

素***μM/OD细胞。本发明采用代谢工程策略，

改造微生物菌株来合成目的产物血红素，为微生

物法高效生产血红素奠定了一定基础。

1.一种高产血红素的重组大肠杆菌，其特征在于，包括(a),(b)，(c)，其中

(a)是以pRSFDuet-2为载体串联表达hemB、hemC、hemD和hemE基因，并以pACYCDuet-2为

载体串联表达hemF、hemG和hemH基因；

(b)是以pCDFDuet-2为载体串联表达hemB、hemC、hemD和hemE基因，并以pRSFDuet-2或

pACYCDuet-2为载体，串联表达hemF、hemG和hemH基因；

(c)是以pACYCDuet-2为载体串联表达hemB、hemC、hemD和hemE基因，并以pRSFDuet-2或

pCDFDuet-2为载体，串联表达hemF、hemG和hemH基因；

所述载体pRSFDuet-2的核苷酸序列如SEQ ID ***所示；所述载体pCDFDuet-2的核苷

酸序列如SEQ ID ***所示；所述载体pACYCDuet-2的核苷酸序列如SEQ ID ***所示；

所述重组大肠杆菌还以pUC19为载体过量表达hemA和hemL基因。

2.权利要求1所述重组大肠杆菌的构建方法，其特征在于，步骤为：(1)以pUC19为表达

载体，在大肠杆菌中过量表达hemA和hemL基因；(2)再以pRSFDuet-2为载体串联表达hemB、

hemC、hemD和hemE基因，并以pACYCDuet-2为载体串联表达hemF、hemG和hemH基因；或以

pCDFDuet-2为载体串联表达hemB、hemC、hemD和hemE基因，并以pRSFDuet-2或pACYCDuet-2

为载体串联表达hemF、hemG和hemH基因；或以pACYCDuet-2为载体串联表达hemB、hemC、hemD

和hemE基因，并以pRSFDuet-2或pCDFDuet-2为载体串联表达hemF、hemG和hemH基因；所述载

体pRSFDuet-2的核苷酸序列如SEQ ID ***所示；所述载体pCDFDuet-2的核苷酸序列如

SEQ ID ***所示；所述载体pACYCDuet-2的核苷酸序列如SEQ ID ***所示。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤如下：

(1)分别以pRSFDuet-2、pCDFDuet-2和pACYCDuet-2为载体，构建pRSFDuet-2-hemB-

hemC-hemD-hemE、pCDFDuet-2-hemB-hemC-hemD-hemE、pACYCDuet-2-hemB-hemC-hemD-

hemE、pRSFDuet-2-hemF-hemG-hemH、pCDFDuet-2-hemF-hemG-hemH、pACYCDuet-2-hemF-

hemG-hemH六种重组载体；

(2)将pRSFDuet-2-hemB-hemC-hemD-hemE和pACYCDuet-2-hemF-hemG-hemH组合，或将

pCDFDuet-2-hemB-hemC-hemD-hemE、pACYCDuet-2-hemB-hemC-hemD-hemE和pRSFDuet-2-

hemF-hemG-hemH、pCDFDuet-2-hemF-hemG-hemH、pACYCDuet-2-hemF-hemG-hemH两两组合，

转入以pUC19为载体过量表达hemA和hemL基因的大肠杆菌中。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述大肠杆菌为Escherichia coli

DH5α。

5.权利要求1所述的重组大肠杆菌在食品领域中的应用。

6.应用权利要求1所述重组大肠杆菌发酵生产血红素的方法，其特征在于，以1～5mL菌

液/100mL培养基的接种量将所述重组大肠杆菌接种至发酵培养基，37℃，220r/min培养6～

48h。

7.权利要求6所述方法在生产血红素中的应用。