人类肠道细菌Phocaeicola vulgatus的遗传优化,用于增强酸盐生产
Mélanie E Gindt1, Rebecca Lück1, Uwe Deppenmeier2
1Institute of Microbiology and Biotechnology, University of Bonn, Meckenheimer Allee 168, 53115, Bonn, Germany.
Applied microbiology and biotechnology
|September 16, 2024
概括
福卡伊科拉 (Phocaeicola vulgatus) 的基因工程显著提高了酸盐的产量. 删除特定的基因和过度表达的转基因酶增加了180%的酸盐产量,突出了其可持续化学制造的潜力.
科学领域:
- 合成生物学和代谢工程合成生物学和代谢工程
- 微生物生物技术 微生物生物技术
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 对可持续散装化学品的需求不断增长.
- 酸盐是食品,化学和制药行业的关键组成部分.
- 肠道共生物,比如Focaeicola vulgatus,可以从植物多糖中产生糖酸.
研究的目的:
- 通过使用基因工程来提高Phocaeicola vulgatus中的酸盐产量.
- 将新陈代谢碳流转向精氨酸生产.
- 建立P. vulgatus作为一个可行的微生物工厂,用于可持续的酸盐生物生产.
主要方法:
- 在P. vulgatus.中使用新型分子技术进行向基因删除.
- 删除甲基马洛尼尔-CoA突变酶 (Δmcm),以阻止 propionate 的形成.
- 删除乳酸脱酶 (Δldh) 和酸盐:甲酸盐酶 (Δpfl) 以消除乳酸和甲酸盐.
- 在三重删除突变菌株中,转基因基因酶 (TKT) 的过度表达.
主要成果:
- 删除甲基马洛尼尔-CoA突变酶基因 (Δmcm) 增加了95%的酸盐产量.
- 同时删除 Δldh 和 Δpfl 基因消除了乳酸盐和甲酸盐副产品.
- 一种具有TKT过度表达的三重删除突变物实现了酸盐产量的180%增加 (10.9 mmol/g干重).
结论:
- 对P. vulgatus的遗传优化是可行的,这表明它有潜力减少过度生产.
- 开发的突变菌株显示了可持续的酸盐生物生产的显著提高效率.
- 这项研究提供了在工业规模的可持续化学制造中利用P. vulgatus的概念证明.
