为了高效利用甲醇,Komagataella phaffii的代谢工程
Yuanyuan Wang1, Ruisi Li1, Fengguang Zhao2
1Guangdong Key Laboratory of Fermentation and Enzyme Engineering, School of Biology and Biological Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, China.
Microbial cell factories
|July 16, 2024
概括
缺乏甲脱酶的工程酵母 Komagataella phaffii 通过减少甲积累和增强甲氧化,在甲醇上改善了生长. 这些策略优化了使用甲醇作为基质的生物制造.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 合成生物学 合成生物学
- 微生物工程 微生物工程
背景情况:
- 科马加泰拉法菲 (Komagataella phaffii) 是一种利用甲醇,生物制造的可持续基质的甲醇转化酵母.
- 在K. phaffii中,甲醇异样化途径导致以CO2形式的碳损失.
- 缺乏甲脱酶的工程 ΔFLD 菌株因甲积累和氧化还原失衡而表现出生长缺陷.
研究的目的:
- 通过解决 ΔFLD 菌株的生长缺陷来改造 K. phaffii 以提高甲醇利用率.
- 为了减轻甲的毒性,并恢复在工程酵母细胞内细胞内氧化还原平衡.
- 提高K. phaffii. 中甲醇生物转化效率.
主要方法:
- 构建了一种双酶复合物 (Aox1/Das1) 来增强基酸盐-5-酸盐的再生,减轻甲积累.
- 过度表达的异酸盐脱酶可提高NAD+/NADH比率并促进氧化还原稳定.
- 从Hansenula polymorpha引入异质甲醇氧化酶 (Mox),以增强甲醇氧化.
主要成果:
- 与双酶复合体和增强的异酸脱酶的工程菌株DF02-1显示,与对照组相比,1%甲醇的生长 (OD600) 增加了4.28倍.
- 重组菌株DF02-4,表达异质Mox,在3%的甲醇中表现出比对照菌株增长4.08倍 (OD600).
- 这些修改有效地减少了甲的积累,并改善了细胞内氧化还原平衡.
结论:
- 减少甲积累,增加NAD+/NADH比率,并增强甲醇氧化是改善高甲醇度利用的关键 ΔFLD K. phaffii.
- 实施的战略为推动K. phaffii生物制造中高效地利用甲醇提供了坚实的框架.
- 这项研究为使用甲醇作为原料的更有效,更可持续的生物生产过程铺平了道路.
