通过优化途径模块和增加马洛尼尔-CoA供应,在大肠杆菌中有效地进行黄素的生物合成

科学领域:

• 微生物生物技术 微生物生物技术
• 代谢工程是代谢工程.
• 自然产品的生物合成.

背景情况:

• 黄素是一种天然的烯胺,具有多种生物活性,并用于食品和制药.
• 高效且可扩展的黄素生产对于其广泛应用至关重要.

研究的目的:

• 在大肠杆菌中为黄素建立一个新的生物合成途径.
• 通过代谢工程和发酵优化,显著提高黄素生产标位.

主要方法:

• 在Escherichia coli BL21(DE3) 中构建一个de novo黄素生物合成途径.
• 优化代谢流,包括β-氧化途径和脂肪酸延长周期.
• 阻断内源性马洛尼尔-CoA的消耗和工程缩酶 (curA) 和耐溶剂 (srpB).
• 使用三阶段pH交替策略的试点规模发酵.

主要成果:

• 通过路径构建获得的26.8 mg/L的初始黄素标位.
• 通过调节新陈代谢流和阻断马洛尼尔-CoA消耗,滴量增加到113.6 mg/L.
• 通过淘汰curA并表达srpB.L,进一步增加到137.5 mg/L.
• 试验规模的发酵产生了696.2 mg/L的最终标位,这是178.5倍的改善.

结论:

• 改造的大肠杆菌菌株显示出高效的新生生物合成黄素.
• 开发的代谢工程和发酵策略为工业规模的黄素生产提供了坚实的基础.
• 这项工作有助于为制药和食品行业提供黄素及其衍生物的可持续供应.