高产L-精氨酸菌株的基因组整合与表达调控研究，主要通过基因工程手段对相关基因进行编辑、整合与表达调控，以解除反馈抑制，优化代谢途径，从而提高L-精氨酸产量，具体内容如下：

一、基因组整合策略

关键基因整合：将鸟氨酸乙酰转移酶编码基因argJ整合到菌株基因组中，可增加L-精氨酸合成的前体物，促进它的合成，例如在谷氨酸棒状杆菌中敲除乳酸脱氢酶编码基因ldh后，在该位点整合argJ，可减少乳酸副产物积累，使L-精氨酸产量提高。此外，乙酰谷氨酸激酶编码基因argB也是关键整合基因，敲除谷氨酸分泌蛋白编码基因 NCgl1221后，在该位点整合argB，能减弱L-谷氨酸的胞外分泌，增加前体物积累，进而提高L-精氨酸产量。

代谢途径相关基因整合：可将大肠杆菌来源的不受L-精氨酸反馈抑制的 argB 基因整合到谷氨酸棒杆菌基因组中，解除 L - 精氨酸对该酶的反馈抑制，增加 L-谷氨酸向L-精氨酸的代谢通量，提高其产量，还可通过下调葡萄糖-6-磷酸异构酶基因pgi的表达，迫使代谢流重定向到磷酸戊糖途径（PPP途径），提高胞内NADPH水平，为L-精氨酸合成提供更多还原力，如将钝齿棒杆菌中pgi的RBS替换为强度更弱的元件，可使其产量显著提高。

二、表达调控机制

解除反馈抑制：L-精氨酸合成途径中的argA、argB等多个基因，受阻遏蛋白ArgR和FarR的转录负调控。当细胞中L-精氨酸浓度上升时，它们会结合到相应基因的启动子区域，抑制基因转录，因此，敲除argR和FarR基因是提高其产量的关键策略之一，例如在谷氨酸棒杆菌中敲除这两个基因后，L-精氨酸产量可显著提高。另外，通过定向进化获得不与操纵序列结合的阻遏蛋白突变体，也能消除转录抑制。

关键酶基因表达调控：乙酰谷氨酸激酶是L-精氨酸合成的关键限速酶，可通过定点突变降低其对L-精氨酸的敏感性，如钝齿棒杆菌中ArgB的E19Y等突变可缓解反馈抑制。同时，过表达与L-精氨酸合成相关的其他关键基因，如pntAB和ppnK基因，可调节关键辅酶，增加胞内NADPH浓度，促进其合成。

启动子调控：利用生长期依赖型启动子（GPP）调控相关基因表达，如调控 sucA 基因，使菌株在指数生长期有足够碳通量流向三羧酸循环（TCA 循环）以维持生长，在稳定期切换到低表达模式，引导更多碳通量生成L-精氨酸，从而优化代谢流分配，提高其产量。

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