在非生长阶段的发酵过程中,工程光甲基变性甲基巴菌用于增强3基酸的生产
Zeng-Xin Ma1, Chen-Xi Feng1, Ya-Zhen Song1
1School of Life Sciences, Shandong Province Key Laboratory of Applied Mycology, and Qingdao International Center on Microbes Utilizing Biogas, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, Shandong, People's Republic of China.
Bioresource technology
|November 26, 2023
概括
研究人员通过在Methylobacterium extorquens中启用光合作用来增强使用甲醇的生物制造. 这种光甲基培养方法显著提高了3-基酸 (3-HP) 的产量.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 合成生物学 合成生物学
- 微生物工程 微生物工程
背景情况:
- 甲醇是生物制造的可持续原料,使用的是像Methylobacterium extorquens这样的甲基营养菌.
- 为了增强生物生产,M. extorquens的光合作用潜力在很大程度上仍未被探索.
- 3-基酸 (3-HP) 是一种有价值的化学中间体,需要大量的能量和降解等价物进行合成.
研究的目的:
- 通过整合光合作用能力,研究增强M. extorquens中3-基酸 (3-HP) 生产的可行性.
- 为了基因修改M. extorquens以解锁其潜在的光合作用途径以改善代谢输出.
- 评估光流对细胞能量水平和生物生产代谢活动的影响.
主要方法:
- 用基因组规模的流量平衡分析来预测光子流对3HP产量的影响.
- 对M. extorquens进行基因改造,以去除光合作用的一个关键负调节器.
- 使用两阶段的发酵过程来评估经过修改的细胞中的代谢性能.
- 进行了转录基因分析,以阐明生产增强背后的分子机制.
主要成果:
- 基因改造导致ATP水平和非生长细胞中的代谢活性得到改善.
- 在第二个发酵阶段,3-HP标位增加了3.0倍,3-HP产量增加了2.1倍.
- 转录学证实了增强的光驱甲醇氧化,NADH转,ATP生成和脂肪酸降解.
- 展示了光甲基培养平台的开发.
结论:
- 将光合作用集成到像M. extorquens这样的甲基变细胞工厂中,为可持续的生物制造提供了一个新的战略.
- 光甲基变显著提高了化学品的生产效率,如3-HP.
- 这种平台技术为通过光驱代谢工程优化生物生产开辟了新的途径.
