对大肠杆菌进行系统工程,以从葡萄糖和乌拉中有效生产伪乌里丁

科学领域:

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

背景情况:

• 伪尤里丁 (Ψ) 是一种经过修改的核酸,具有重要的治疗和诊断应用.
• 目前 Ψ 的生产方法往往复杂且昂贵.
• 开发高效和可持续的生物生产路线对于满足需求至关重要.

研究的目的:

• 建立一个有效的in vivo生物生产系统伪尿素 (Ψ).
• 从简单的前体中对大肠杆菌进行高水平的细胞内生产 Ψ 的工程.
• 优化发酵条件,在工业规模上最大限度地提高 Ψ 产量和纯度.

主要方法:

• 对大肠杆菌的宿主菌株和 Ψ 生物合成的关键酶的查.
• 基因工程策略包括优化核糖体结合部位 (RBS) 和增强代谢途径.
• 过度表达特定的基因,包括伪尿素单酸盐 (ΨMP) 糖酶, ΨMP 酸酶和 uracil 载体 UraA.
• 在5L发酵器中进行料批发发酵,以达到高细胞密度和产品积累.

主要成果:

• 工程设计的E.E. 大肠杆菌MG1655过度表达特定酶显示出卓越的 Ψ 生产能力.
• 优化RBS序列和代谢途径显著提高了细胞内 Ψ 度.
• 料批发发酵在48小时内实现了27.5g/L伪尿素的创纪录度.
• 获得了高产量 (89.2mol%向乌拉,25.6mol%向葡萄糖) 和纯度 (99.8%).

结论:

• 这项研究提出了一个高效和环保的生物生产协议,用于伪尿素 (Ψ).
• 工程设计的E.E. coli系统为工业 Ψ 制造提供了一个可扩展和具有成本效益的替代方案.
• 开发的方法有助于在各种应用中大规模提供高纯度的伪尿素.