在Yarrowia lipolytica中进行高水平的红醇生产的多维组合选
Lei Li1, Qianqian Zhang1, Ruirui Shi1
1Key Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology of the Ministry of Education, Tianjin Key Laboratory of Industrial Microbiology, College of Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology, National Engineering Laboratory for Industrial Enzymes, Tianjin 300457, PR China.
Bioresource technology
|June 26, 2024
概括
这项研究设计了Yarrowia lipolytica从原始甘油中产生红醇,达到220.5g/L的高位数. 一个由生物传感器引导的新平台提高了对可持续生物处理的菌株性能.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 代谢工程是代谢工程.
- 合成生物学 合成生物学
背景情况:
- 作为生物柴油副产品的原油甘油,是微生物生产有价值化学品的低成本基质.
- 之前对Yarrowia lipolytica的工程用于从原始甘油中合成红醇,导致产量低.
- 对于工业生物工艺来说,有效利用原油甘仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 开发一个生物传感器引导的适应性进化选平台,以增强Yarrowia lipolytica中从原始甘油中产生的红醇的产量.
- 识别和设计关键酶和代谢途径,以改善红醇合成.
- 为了实现高位的红醇生产,以可持续地利用原始甘油.
主要方法:
- 建造一个生物传感器引导的适应性进化选平台.
- 全基因组测序以确定进化菌株中的有益突变.
- 红色素还原酶 (D46A突变) 的酶工程和组合性突变发生.
- 代谢网络的重新配置,以优化碳流向红醇.
- 在5L生物反应器中发酵,用于过程验证.
主要成果:
- 鉴定了一种关键突变 (M1),红色素还原酶催化活性增加了1.6倍.
- 开发了一种组合突变,其催化活性增强了4.1倍.
- 改造的G31菌株实现了220.5g/L的红醇标位,生产率为1.8g/L/h.
- 证明了原始甘油的高效利用,用于高产量的红醇生产.
结论:
- 生物传感器引导的自适应进化平台对于Yarrowia lipolytica的超高通量查是有效的.
- 代谢工程和酶优化显著提高了从原始甘油中产生的红醇的产量.
- 这项研究提出了一个新的范式,用于可持续地将原油糖价值化为高价值产品.
