工程设计的Saccharomyces cerevisiae作为核酸糖的生物合成平台

科学领域:

• 合成生物学 合成生物学
• 生物化学 生物化学
• 代谢工程是代谢工程.

背景情况:

• 糖基化显著影响生物分子的特性,包括功能和免疫性.
• 核酸二酸 (NDP) - 糖是糖化反应的基本基质.
• 多种NDP糖的有限可用性阻碍了糖化研究和应用.

研究的目的:

• 为了设计Saccharomyces cerevisiae用于核酸糖合成酶的异质表达.
• 建立一个生产各种各样的尿素二酸盐 (UDP) 糖的平台.
• 研究工程酵母中的UDP-糖生物合成,相互转化和调节.

主要方法:

• 酵母中的植物和微生物核酸糖合成酶的异质表达.
• 工程的救援路径,以直接激活自由糖.
• 使用了Tet-On诱导系统来控制UDP-d-Glc 6-脱酶 (UGD) 通过UDP-d-xylose (UDP-d-Xyl) 的产品抑制.
• 进行了时间课程研究,以分析UDP-糖相互转换动态.

主要成果:

• 成功生产了多种UDP-糖,包括UDP-d-糖酸 (UDP-d-GlcA),UDP-d-糖 (UDP-d-Xyl),UDP-d-糖 (UDP-d-Api),UDP-d-糖 (UDP-d-Fuc),UDP-l-糖 (UDP-l-Rha),UDP-l-阿拉伯糖 (UDP-l-Arap),UDP-l-阿拉伯糖 (UDP-l-Araf).
• 使用救援途径证明了生物合成UDP-l-Arap和UDP-l-Araf的能力.
• 阐明了UDP-糖的时间依赖的相互转换和UDP-d-Xyl.的调节作用.
• 使用受控诱导系统克服了UGD的产品抑制.

结论:

• 工程酵母菌株为糖合成酶的功能特征提供了一个强大的平台.
• 这个平台使得各种非原生UDP糖的生物合成成为可能.
• 这项研究提供了关于细胞内UDP-糖代谢调节的见解.
• 工程酵母可以用于生产糖化分子和二次代谢产物.