建立了流量增强菌株和细胞提取物的多功能工具包,用于途径原型化

科学领域:

• 合成生物学 合成生物学
• 代谢工程是代谢工程.
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 在工程细胞中优化生物合成途径对于能源,材料和医学至关重要,但往往耗时.
• 无细胞系统加速合成生物学设计-构建-测试-学习循环,为有毒化合物提供更高的耐受性.
• 现有的无细胞系统往往缺乏足够的代谢流量,限制了路径工程效率.

研究的目的:

• 开发工程化无细胞提取物,增强流向关键代谢前体的流量.
• 为加速酶查和生物合成途径原型设计创建一个平台.
• 为了证明这些工程提取物的实用性,使用模型化合物,如三酸乳和酸.

主要方法:

• 使用CRISPR-dCas9重新连接大肠杆菌和Saccharomyces cerevisiae菌株,以增加向乙烯基-CoA,石基酸盐,三酸盐,氧化酸盐,α-酸盐和葡萄糖-6-酸盐的流量.
• 从工程菌株中产生无细胞提取物用于体外应用.
• 在体内和体外评估三酸乳和酸的生产.
• 在细胞和无细胞系统之间进行代谢学比较.

主要成果:

• 工程菌株向关键代谢前体表现出高流量.
• 来自工程菌株的无细胞提取物使得有效的体外酶查成为可能.
• 在工程提取物中可以检测到粘性酸的产生,但在野生类提取物中却无法检测到.
• 代谢分析揭示了细胞和无细胞系统之间的生化差异.

结论:

• 开发的一套工程,流量增强的细胞提取物为快速原型新生物合成途径提供了一个强大的平台.
• 这种方法有助于发现新的酶功能,并加速生物制品的开发.
• 设计的无细胞系统克服了野生类型提取物的局限性,使以前无法检测到的化合物合成成为可能.