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大肠杆菌DH5α是基因工程中最常用的宿主菌之一，但在基本培养基中生长差，对乙酸敏感，难以实现高密度培养。本研究室筛选得到了DH5α的耐乙酸突变菌株DA19和DB15等，在基本培养基中生长大大改善，耐乙酸能力增强，乙酸产生减少。本研究对大肠杆菌DH5α及其耐乙酸突变株DA19在氮源限制基本培养基中进行连续培养，比较了二者在稳态下代谢流分布和关键酶活的差异。根据DH5α和DA19的代谢流以及蛋白质表达的差异，利用PCR技术对二者DNA的某些相关序列进行了测序，并根掘逆代谢工程原理，考察了在DH5α中过量表达atpA、purHD、ndh以及双基因共表达对其生长和代谢的影响。这些工作对今后通过代谢工程方法提高大肠杆菌生长效率、减少有害代谢物积累、提高外源基因表达水平等具有一定意义。此外，对耐乙酸突变株DB15(pAET-8)表达人表皮生长因子的培养过程进行了研究，提高了hEGF在基本培养基中的表达水平，为耐乙酸大肠杆菌的实际应用进行了有益的探索。
在氮源限制基本培养基中连续培养大肠杆菌DH5α及其耐乙酸突变株DA19。与出发菌株DH5α相比，DA19在MN和MNA连续培养过程中稳态的葡萄糖比消耗速率降低，乙酸和丙酮酸比生成速率也有所降低，而且没有乙醇的积累，菌体关于葡萄糖的得率提高。利用物料平衡和代谢反应的化学计量关系，分析了二者在比生长速率0.13h-1下的稳态代谢流分布，同时还比较了二者异柠檬酸裂解酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶、磷酸果糖激酶、异柠檬酸脱氢酶和乙酸激酶的活性。与DH5α相比，DA19的三羧酸循环流量提高，酵解途径流量降低，从而减少了乙酸等副产物的分泌，反映了能量代谢效率的明显提高。与MN培养基相比，添加腺嘌呤后DH5α降低了乙酸分流比，同时提高了分泌丙酮酸和三羧酸循环分流比，同时明显改变了磷酸果糖激酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶和乙酸激酶酶活。与DH5α不同，DA19在添加腺嘌呤后降低了三羧酸循环分流比，大大提高了分泌丙酮酸分流比，关键酶活未发生明显改变。酶活变化与代谢流结果基本一致。
采用反向遗传学原理，研究了两个菌株代谢差异的原因。根据两个菌株代谢流分析和蛋白质表达等研究结果，利用PCR技术分别扩增大肠杆菌DH5α及DA19的atpIBEFHAGDC基因、purHD基因和与NADH氧化代谢相关ndh基因及其各自的调节区，以及NADH脱氢酶I基因(nuoA-N)的调节区。测序结果表明两个菌株这些DNA序列与公布的大肠杆菌K-12相应序列完全一致。因此可能是DA19中调节这些基因转录的因子发生了变化，有待进一步的考察。依据逆代谢工程原理，分别构建含atpA、purHD、ndh基因以及双基因的pTrc99a质粒，转化DH5α。在DH5α菌株中过量表达atpA、purHD或ndh基因可以在一定程度上改善菌体的生长，ndh和purHD基因共表达的效果更加显著，但与DA19的生长相比仍然存在较大差距，反映了代谢全局调节的重要性。
研究了DH5α的另一株耐乙酸突变株DB15在基本培养基中通过phoA启动子调控人表皮生长因子(hEGF)分泌表达的过程。该启动子在胞外低磷酸盐浓度下启动下游基因表达，掌握生长和解阻遏时机对相关基因过量表达十分重要。本研究表明大肠杆菌DB15(pAET-8)在基本培养基中进行补料分批培养时，根据菌体浓度判断表达阶段开始时间的方法明显优于其它方法，如以溶氧回升为标志的方法。该方法只需测定菌体浓度就可判断表达开始时间，从而及时结束指数流加阶段，提高hEGF表达水平。在此基础上，生长阶段结束时添加0.22g·L-1氯化钙可以大大提高hEGF表达水平，最高为228mg·L-1，是未添加氯化钙的1.38倍，更明显高于DA19(pAET-8)在基本培养基中的表达水平，但其机理尚需深入研究。在表达阶段流加高浓度乙酸钠并未对大肠杆菌DB15(pAET-8)的生长和hEGF表达造成不利的影响，显示了DB15良好的耐乙酸特性。DB15(pAET-8)在基本培养基中表达hEGF时，在表达阶段单独流加Tryptone、酵母抽取物或补加腺嘌呤都未能改善hEGF表达，推测核苷酸或氨基酸的合成并不是hEGF表达的限制因素。