在大肠杆菌中扩大黄和黄醇生产能力
Andrew Yiakoumetti1, Erik K R Hanko1, Yutong Zou1
1Manchester Institute of Biotechnology, School of Chemistry, Faculty of Science and Engineering, University of Manchester, Manchester, United Kingdom.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|November 3, 2023
概括
在大肠杆菌中,使用快速原型平台增强了复合微生物生产的黄和黄醇. 获得了高位的阿皮基宁和kaempferol,证明了可扩展的营养药和药理学化合物合成的潜力.
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:
- 黄类,包括黄和黄类,具有显著的营养药和药理学特性.
- 重组微生物发酵提供了一个可扩展和经济有效的替代植物提取的替代品,用于生产黄类.
- 大肠杆菌 (E. coli) 已成为一个有前途的宿主,因为最近在快速原型平台的进步,类生物合成.
研究的目的:
- 扩大大肠杆菌的新陈代谢途径,以产生特定的黄 (apigenin,chrysin,luteolin) 和一种黄 (kaempferol).
- 评估I型黄合成酶 (FNS-I) 和II型黄合成酶 (FNS-II) 在黄生物合成中的有效性.
- 评估前体补充 (铁,氨酸,咖啡酸) 和内源性生产对最终标位的影响.
主要方法:
- 在大肠杆菌中利用了以前建立的快速原型平台.
- 用于通过表达FNS-I或FNS-II,黄3-二氧化酶 (F3H) 和黄合成酶 (FLS) 来生产黄和黄醇的工程菌株.
- 用特定前体和工程菌株补充培养,用于调节氨酸生产.
主要成果:
- 在补充了氨酸的培养物中,在原蛋白 (128毫克L-1) 和烯醇 (151毫克L-1) 中达到高标位.
- 观察到素 (6.8毫克L-1) 和黄素 (5.0毫克L-1) 的较低标位.
- 在没有额外的前体补充的情况下,在基因改造菌株中显示出显著的阿皮基宁 (80.2毫克L-1) 和凯姆菲罗尔 (42.4毫克L-1) 生产.
- 发现,与FNS-I相比,FNS-II酶通常会导致阿皮基宁,克里辛和黄素的度更高.
结论:
- 大肠杆菌中的快速原型平台是有效生产黄和黄醇的.
- II型黄合成酶在原生生物系统中表现出具有竞争力的黄生产性能.
- 优化前体供应,特别是氨酸,对于最大限度地提高特定类黄类药物的标位至关重要,如阿皮基宁和凯姆菲罗尔.
相关概念视频
Bioreactor Controls-III
Strain improvement is a foundational strategy in industrial microbiology aimed at maximizing microbial productivity, particularly because natural isolates typically yield commercially valuable products in very low concentrations. Although optimizing the culture medium and environmental conditions can improve yields, these adjustments are inherently limited by the organism’s genetic potential. As a result, the focus shifts toward genetic modifications to enhance biosynthetic capacity. The...
Production of Pharmaceuticals
Industrial insulin production uses genetically engineered E. coli expressing a proinsulin gene controlled by a tryptophan promoter and containing a methionine linker for later cleavage. The cells also carry ampicillin resistance for selective growth. Seed cultures are stored at −80 °C and production begins by thawing a small amount to inoculate starter cultures, which are progressively scaled to a 50,000-L bioreactor. In the bioreactor, E. coli grow in nutrient-rich media under sterile, tightly...


