使用大肠杆菌 (Escherichia coli) 有效地生产3'-Sialyllactose

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 代谢工程是代谢工程.
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 3′-Sialyllactose (3′-SL) 是一种重要的母乳寡糖,具有显著的健康益处.
• 3'-SL越来越多地被纳入婴儿配方奶粉和食补充剂中.
• 3'-SL的高效和可扩展的生物合成对于满足市场需求至关重要.

研究的目的:

• 开发一种新且高效的生物合成途径,用于*Escherichia coli*中的3'-SL生产.
• 通过代谢工程来克服代谢限制并优化3'-SL产量.
• 为微生物系统中3'-SL生产建立一个新的基准.

主要方法:

• 外源基因 (*neuBCA*, *nST*) 的基因组集成到 *Escherichia coli* BL21star(DE3) Δ*lacZ*.中.
• 战略性删除与N-乙氨基酸降解有关的原生基因 (* nanA *, * nanK *, * nanE *, * nanT *),以尽量减少代谢竞争.
• 实施模块化代谢工程,辅因子再生和运输蛋白选,以优化3'-SL生产.

主要成果:

• 在5L生物反应器发酵中实现了3'-SL的56.8g/L的细胞外产量记录.
• 通过有针对性的基因淘汰,通过竞争性途径成功降低了代谢流量.
• 证明了最大3'-SL合成的增强碳流分布和辅因子可用性.

结论:

• 改造的 * Escherichia coli * 菌株为高产量的 3 '-SL 生物合成提供了一个高效的平台.
• 这种新的代谢工程策略为微生物生产复杂的寡糖类树脂制定了新的标准.
• 取得的高产量对3'-SL用于营养应用的商业生产有重大影响.