通过Corynebacterium glutamicum开发一个2-基酸盐生产系统
Naoya Kataoka1,2, Kazunobu Matsushita3,4, Toshiharu Yakushi3,4
1Department of Biological Chemistry, Faculty of Agriculture, Yamaguchi University, Yamaguchi, Japan. nkataoka@yamaguchi-u.ac.jp.
Applied microbiology and biotechnology
|August 9, 2023
概括
这项研究开发了一种高效的系统,用于在特定的生长条件下使用Corynebacterium glutamicum生产2-基酸盐 (2-HG). 改造品种实现了创纪录的2-HG生产水平,并将YggB确定为关键的出口蛋白质.
科学领域:
- 代谢工程是代谢工程.
- 合成生物学 合成生物学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 2-Oxoglutarate (2-OG) 是一种重要的代谢中间体,具有产生有价值化合物的潜力.
- 除了谷氨酸之外,对2-OG衍生物的发酵性生产的研究有限.
- 开发2-OG衍生物的高效微生物生产系统对于工业应用至关重要.
研究的目的:
- 建立一个高效的微生物细胞工厂,以使用Corynebacterium glutamicum生产2-基酸盐 (2-HG).
- 为了确定2-OG积累和随后的2-HG合成的最佳发酵条件.
- 调查工程菌株中2-HG的出口机制.
主要方法:
- 构建一个D3菌株的Corynebacterium glutamicum缺乏特定的NADH消耗酶和异酸酶.
- 优化有氧生长条件,特别是生物素和限制 (B/N限制) 的介质,以诱导2-OG积累.
- 过度表达的Acidaminococcus fermentans hgdH编码2-HG脱酶的基因使用强大的构成性促进剂.
主要成果:
- 改造的Corynebacterium glutamicum菌株实现了2HG标位为80.1mM,产量为0.390mol/mol葡萄糖.
- 生物素和有限的有氧生长条件被确定为2-OG积累的最佳条件.
- 反向遗传学表明,YggB蛋白 (一种机械敏感通道) 促进了产生的2-HG的部分出口.
结论:
- 在Corynebacterium glutamicum中成功开发了一种高效的2-HG生产系统.
- 特定的B/N限制的有氧生长条件对于诱导2-OG积累和随后的2-HG产生至关重要.
- YggB蛋白在2-HG的细胞外输出中发挥作用,为进一步的菌株改进提供了洞察力.
