在大肠杆菌 (Escherichia coli) 中进行有氧1,2-二醇生产的并行代谢途径工程

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:

• 1,2-二醇 (1,2-PDO) 的微生物生产是一种可持续的替代品,但通常需要无氧条件.
• 在无氧条件下促进细胞生长以获得前体,这对大肠杆菌的1,2-PDO生产构成了重大挑战.

研究的目的:

• 开发一种在大肠杆菌中产生有氧1,2-propanediol (1,2-PDO) 的方法.
• 在有氧条件下,设计一种能够利用葡萄糖用于1,2-PDO合成和糖用于细胞生长的菌株.

主要方法:

• 通过删除参与从葡萄糖中生产1,2-PDO的基因 (gloA, eno, eda, sdaA, sdaB, tdcG) 来设计大肠杆菌菌株.
• 介绍了Weimberg细胞生长的途径,利用西洛斯.
• 过度表达 yagF 并破坏 ghrA 基因以增强 1,2-PDO 生产并最大限度地减少竞争性途径.

主要成果:

• 使用葡萄糖作为生产的唯一碳来源实现了有氧1,2-propanediol (1,2-PDO) 合成.
• 工程菌株PD72在72小时后产生了2.48 ± 0.15 g L-1 的1,2-PDO,产量为0.27 ± 0.02 g g-1 葡萄糖.
• 成功地将1,2-PDO合成途径从有氧生产的三碳酸循环中分离出来.

结论:

• 在工程Escherichia coli中证明了有氧1,2-propanediol (1,2-PDO) 合成的可行性.
• 这种工程菌株有效地利用葡萄糖用于1,2-PDO生产和树脂糖用于生长,克服了以前的限制.
• 这种方法为1,2-PDO的可持续和可扩展的微生物生产提供了一个有希望的战略.