Producción mejorada de vitamina A mediante la ingeniería de transportadores, ATP y suministro de precursores

Área de la Ciencia:

• Biología Sintética
• Ingeniería Metabólica
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• La vitamina A (retinoides) es vital para la salud humana, con aplicaciones en medicina y cosmética.
• La producción microbiana de retinoides utilizando fábricas celulares de levadura está establecida, pero la acumulación intracelular limita el rendimiento.
• Mejorar la secreción de retinoides de los huéspedes microbianos es crucial para mejorar la eficiencia de la producción.

Objetivo del estudio:

• Investigar el potencial de las proteínas endógenas de la familia PDR (resistencia a múltiples fármacos) de levadura para mejorar la exportación de retinoides.
• Mejorar la secreción y la producción general de retinol, retinal y ácido retinoico en *Saccharomyces cerevisiae*.
• Optimizar el suministro de energía y la disponibilidad de precursores para aumentar aún más la biosíntesis de vitamina A.

Principales métodos:

• Sobreexpresión de genes específicos de la familia PDR (por ejemplo, *PDR3*, *PDR10*, *PDR8*) en cepas de levadura productoras de retinoides.
• Estrategias de co-sobreexpresión y evaluación de los niveles de secreción y producción de retinoides.
• Mejora del suministro de ATP celular mediante la sobreexpresión de *MGM1* y la introducción de hemoglobina (Vgb).
• Optimización de las vías de suministro de precursores para aumentar el rendimiento de vitamina A.

Principales resultados:

• La sobreexpresión de *PDR3*, *PDR10* y *Snq2p* aumentó significativamente la secreción de retinol y retinal.
• *PDR8* La sobreexpresión mejoró notablemente la producción de ácido retinoico.
• La producción récord de retinal alcanzó los 638,12 mg/L con la co-sobreexpresión de *PDR3*/*PDR10*.
• La proporción extracelular de retinol alcanzó el 96,7% con la sobreexpresión sinérgica de *PDR3* y *PDR10*.
• La mejora del suministro de ATP y la disponibilidad de precursores condujeron a una producción de retinol de 727,30 mg/L con una tasa de conversión de carbono del 7,62%.

Conclusiones:

• La ingeniería de los transportadores PDR y los factores de transcripción de levadura es una estrategia eficaz para mejorar la secreción de retinoides.
• La combinación de la ingeniería de transporte con la regulación de la energía y la optimización del suministro de precursores aumenta significativamente la producción de vitamina A.
• Este enfoque integrado ofrece una vía prometedora para la producción microbiana eficiente y escalable de vitamina A.