在工程Escherichia coli中高效的3'-sialyllactose生物合成
Wenbo Zhang1, Yingying Zhu1, Hao Wang2
1State Key Laboratory of Food Science and Resources, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, People's Republic of China.
概括
工程酶增强了3'-Sialyllactose (3'-SL) 的产生,这是婴儿配方奶粉的关键成分. 这项研究通过修改α2,3-sialyltransferase来优化生物合成,显著提高产量并减少副产品.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 微生物工程 微生物工程
- 葡萄糖科学 (Glycoscience) 是一种科学.
背景情况:
- 3′-Sialyllactose (3′-SL) 是一种重要的母乳寡糖和婴儿配方奶粉的新兴食品成分.
- 之前的工作建立了一个高效的3'-SL生物合成途径,使用代谢工程Escherichia coli.
- 在生物合成过程中最大限度地减少副产品对于高效的工业生产至关重要.
研究的目的:
- 重新评估和设计α2,3-sialyltransferases,以改善3'-SL生产,减少副产品.
- 为了提高工程化大肠杆菌中3'-SL生物合成的效率.
- 识别和实施特定的酶修改,以增加细胞外位数.
主要方法:
- 选各种α2,3-sialyltransferases,专注于副产品的形成.
- 选择和分子修饰的内菌脑膜炎 MC58 (NST) α2,3-sialyltransferase.
- 利用计算机辅助突变预测和半理性设计来进行酶工程.
- 在5L发酵器中进行料批培养,以评估工程菌株.
主要成果:
- 确定NST酶具有很高的潜力,并具有最小的副产品.
- 在NST中发生的双重突变 (P120H/N113D) 显著改善了3'-SL生物合成,达到24.5g/L的细胞外标位.
- 将工程NST集成到EZAK宿主菌株中,在料批发发酵中进一步增加了细胞外3'-SL,达到32.1 g/L.
结论:
- 对N. meningitidis α2,3-sialyltransferase的酶工程对于增强3'-SL生产是有效的.
- 工程NST变种 (P120H/N113D) 和优化的大肠杆菌宿主菌株 (EZAK) 代表了微生物3'-SL生物合成的重大进步.
- 这项研究强调了处理工业应用的酶合成中的副产品形成的重要性.
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