自主调节的高效生产L-氨酸通过人工的定数感应系统在工程化大肠杆菌

科学领域:

• 微生物代谢工程微生物代谢工程
• 合成生物学 合成生物学
• 生物化学工程是生物化学工程.

背景情况:

• 碳流失衡限制了微生物中的高价值自然产品产量.
• 传统的诱导式表达系统由于昂贵或有毒的诱导剂而面临工业规模的局限性.
• 质量感应系统提供密度依赖的基因诱导,但在自然产品生物合成中对自我调节的碳流量还没有充分探索.

研究的目的:

• 设计和实施一个人工的定数感应 (QS) 系统,用于在工程Escherichia coli.中自我调节的碳流量分布.
• 通过优化发酵过程中的代谢途径来增强高价值天然产品L-氨酸的产生.
• 将发酵过程分为不同的生长和生产阶段,使用基于QS的交换机和生产模块.

主要方法:

• 设计了一种集开关和生产模块的人工定数传感系统.
• 改造的大肠杆菌改变了中央代谢途径中的碳流量分布.
• 使用QS自诱导pyruvate carboxylase和L-threonine出口者表达后生长阶段.

主要成果:

• 在工程化大肠杆菌中实现了高效的L-氨酸生产.
• 最终的菌株产生了118.2μg/L的L-氨酸.
• 达到0.57μg/g葡萄糖的产量和2.46μg/L·h的生产率.

结论:

• 开发的人工QS系统有效地自我调节碳流量分布,以提高L-氨酸的生产.
• 该系统证明了对微生物生产其他高价值化学品的重要指导和应用价值.
• 通过QS进行自我调节,为工业规模的微生物发酵提供了一个有希望的策略.