电源性Pseudomonas putida的系统生物学 - 多种奥米学见解和代谢工程,用于增强2 - 基糖酸盐生产

科学领域:

• 微生物生物技术 微生物生物技术
• 系统生物学 系统生物学
• 代谢工程是代谢工程.

背景情况:

• Pseudomonas putida KT2440 是一个有前途的工业生物生产宿主,但它是严格有氧的.
• 无毒生物电化学系统 (BES) 使P. putida KT2440能够产生有价值的化学物质,如2-基酸盐 (2KG).
• 在BES中了解P. putida KT2440的电源表型对于优化生物生产至关重要.

研究的目的:

• 为了研究P. putida KT2440在无氧BES.的系统级适应.
• 确定增强2-基酸盐 (2KG) 生产的战略.
• 为改进2KG生物合成设计新型突变体.

主要方法:

• 在BES.中对P. putida KT2440进行多组组分析 (转录组组,蛋白组,代谢组).
• ¹³C 标志物研究以阐明代谢途径.
• 基因删除突变的构建和表征,特别针对乙酸生产途径 (∆aldBI ∆aldBII).

主要成果:

• P. putida KT2440没有在葡萄糖养的BES中生长,而是产生了2KG和其他有机酸.
• 细胞通过关闭翻译和运动性来适应无氧电致条件,从而节约代谢活动的能量.
• 缺少乙酸生产的突变物显著改善了2KG标位,产量和生产力,∆aldBI ∆aldBII突变物达到野生类型的两倍.

结论:

• 这项研究提供了对P. putida KT2440在无氧BES中的电致表型的第一个系统生物学见解.
• 代谢适应,包括能量代谢的变化,使得在这些条件下持续活动.
• 基于系统生物学的代谢工程,特别是减弱酸盐合成,增强了2KG的生产,为工业应用提供了有前途的战略.