多模块工程指导开发一个高效的L-氨酸生产细胞工厂
Zhenqiang Zhao1, Jiajia You1, Xuanping Shi1
1Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China; Institute of Future Food Technology, JITRI, Yixing 214200, China.
研究人员对大肠杆菌进行了改造,使其成为L-氨酸的高生产者,达到120.1g/L的创纪录产量. 这种代谢工程方法提高了生产L-氨酸的生物制造效率.
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:
- 高生产率的微生物菌株对于工业生物制造至关重要.
- 大肠杆菌是生产有价值化学品的关键宿主.
- 高效的L-氨酸生产对于各种行业至关重要.
研究的目的:
- 开发一种高产量L-氨酸生产的大肠杆菌菌株.
- 实施多模块代谢工程,以快速发展菌株.
- 通过二氧化碳捕获和动态平衡来增强L-氨酸的生产.
主要方法:
- 将L-氨酸合成途径合理划分为五个模块.
- 在每个模块内优化基因表达.
- 提高二氧化碳的捕获和固定.
- 动态平衡细胞生长和产量,使用定数感应系统.
主要成果:
- 从零生产者到L-氨酸的超生产者实现了快速过渡.
- 通过模块优化和CO2增强积累了34.24g/L的L-氨酸.
- 在5L生物反应器中开发了THR36-L19菌株,累积了120.1g/L L-threonine,产量为0.425g/g葡萄糖.
- 证明了在没有诱导剂或抗生素的情况下进行新型L-threonine生产的最高报告产量.
结论:
- 多模块代谢工程对于快速发展的高产菌株是有效的.
- 增强的二氧化碳固定和动态代谢平衡显著提高了L-氨酸的产量.
- 开发的菌株和方法为L-氨酸和其他化学品的工业生物生产提供了一个强大的平台.
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