通过在线粒体内的酶局部化,增强Saccharomyces cerevisiae中3基酸的产生
Takuya Matsumoto1, Takashi Otani1, Ryosuke Yamada1
1Department of Chemical Engineering, Osaka Metropolitan University, 1-1 Gakuen-cho, Naka-ku, Sakai, Osaka, 599-8531, Japan.
Biochemical and biophysical research communications
|September 13, 2023
概括
酵母中的线粒体工程增强了微生物的3-基酸 (3-HP) 生产. 线粒体内过度表达关键酶显著提高了3-HP产量,为烯酸生产提供了可持续的替代方案.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 代谢工程是代谢工程.
- 合成生物学 合成生物学
背景情况:
- 微生物3-基酸 (3-HP) 生产为以石油为基础的烯酸合成提供了一个可持续的替代方案.
- 针对线粒体等细胞内区块可以优化代谢途径.
- 线粒体提供了一个独特的环境,其中有关键的中间体,如乙-CoA,用于增强生物合成.
研究的目的:
- 通过向线粒体生物合成来设计一种酵母菌株,以提高3HP的产生.
- 为了研究 3-HP 生产酶的线粒体定位的影响.
- 通过在线粒体中过度表达cMCR来进一步优化3-HP的产生.
主要方法:
- 在线粒体 (YPH-mtA3HP) 和细胞质 (YPH-cyA3HP) 中表达3-HP生物合成酶的酵母菌株的构建.
- 在线粒体中使用 δ-整合策略,在3-HP合成中过度表达cMCR,一种限制速率的酶.
- 瓶式种植和对3HP生产产量的对比分析,工程菌株之间的产量.
主要成果:
- 与细胞体表达 (YPH-cyA3HP) 相比,线粒体表达的3HP产生酶 (YPH-mtA3HP) 导致3HP的产生更高.
- 使用δ-整合的线粒体中cMCR的过度表达显著增加了3-HP的产生,产量高达257 mg/L.
- 这种YPH-mtA3HP22*菌株比细胞系菌株高出3.2倍的3HP标位,证明了成功的优化.
结论:
- 在Saccharomyces cerevisiae中进行线粒体工程是增强微生物3-HP生产的可行策略.
- 线粒体内代谢途径的局部化可以显著提高目标化合物的产量.
- 这种方法对像3-HP这样的化学品的可持续和高效的生物生产具有前景.
