多种代谢工程策略,以改善Escherichia coli中的基酸

科学领域:

• 代谢工程是代谢工程.
• 合成生物学 合成生物学
• 生物化学工程 生物化学工程

背景情况:

• 石基酸是像oseltamivir (Tamiflu®) 这样的药品的关键性性前体.
• 目前的微生物生产的shikimate面临成本和效率的挑战,需要改进的代谢策略.
• 石基酸的植物提取不稳定且昂贵,引发了对微生物发酵的兴趣.

研究的目的:

• 开发一种高效的微生物生产系统,使用工程化大肠杆菌生产石基酸.
• 调查新的代谢工程策略,以增强石基酸盐的积累和产量.
• 为了优化用于工业应用的石基的微生物生产.

主要方法:

• 工程 *E. coli* 与非基酸:碳水化合物转移酶系统 (非PTS) 葡萄糖吸收途径.
• 减弱了什基酸盐的降解,并引入了反抗性的3-deoxy-D-arabino-heptulosonate 7-phosphate (DAHP) 合成酶.
• 设计了一种双功能的3-脱基酸脱水酶 (DHD) - 石基酸脱水酶 (SDH) 融合蛋白,并选择了一种抑制的石基酸激酶 (SK) 突变物.
• 使用基于 EsaR 的定量感应 (QS) 电路来调节代谢流量.

主要成果:

• 为了过度生产西基酸盐,制造了一种工程化大肠杆菌菌株 (dSA10).
• 在5L生物反应器中,最终的石基酸盐度达到60.31g/L,产量为0.30g/g葡萄糖.
• 通过DHD-SDH融合蛋白,成功降低了副产品3-脱水石基胺 (DHS) 的积累.

结论:

• 开发的代谢工程策略显著增强了大肠杆菌中石基酸盐的产生.
• 工程菌株dSA10表现出高效率和产量,为植物衍生石基酸提供了具有成本效益的替代品.
• 这项研究为工业规模的微生物合成石基酸盐和相关化合物提供了一个强大的平台.