结合性代谢工程Saccharomyces cerevisiae用于改善7-脱胆固醇的产生
Yuehao Gu1,2, Shuhui Chen1,2, Xue Jiao1,2
1Key Laboratory of Biomass Chemical Engineering (Education Ministry), College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China.
这项研究通过优化代谢途径和酶局部化来改造酵母来增强7-脱胆固醇 (7-DHC) 的产生. 这种发酵策略显著增加了7-DHC产量,这是维生素D3合成的关键中间体.
科学领域:
- 生物技术和代谢工程 生物技术和代谢工程
- 合成生物学 合成生物学
- 微生物发酵 微生物发酵
背景情况:
- 7-脱水胆固醇 (7-DHC) 是维生素D3生产的关键制药中间体.
- 酵母中7-DHC的高效发酵合成需要重要的代谢工程.
- 目前的方法在优化前体流和酶可访问性方面面临挑战.
研究的目的:
- 设计一种Saccharomyces cerevisiae菌株,用于高产的7-DHC.的发酵性生产.
- 通过操纵代谢途径,全球调节和酶亚细胞局部化来改善7-DHC合成.
- 为了优化条件,最大限度地提高7-DHC标位和产量.
主要方法:
- 破坏竞争路径 (ERG5,ERG6) 和引入气 DHCR24.
- 通过ROX1删除和UPC2-1过度表达改变全球调节.
- 加强后烯通路 (ERG11,ERG1) 和酶 (DHCR24p,Erg2p-GGGGS-Erg3p) 的亚细胞转移到血和过氧体.
- 优化发酵条件,包括补充铁.
主要成果:
- 在最初的途径阻塞后,工程酵母实现了139.72 mg/L的7-DHC产量.
- 全球监管优化将产量提高到217.68 mg/L (37.56 mg/g DCW).
- 后素路径增强和酶重新定位将7-DHC提升到357.53 mg/L (63.12 mg/g DCW),素减少了90.12%.
- 补充铁和料批发发酵进一步提高了产量,达到1.56g/L.
结论:
- 代谢工程策略,包括途径优化和酶重新定位,对于增强酵母中的7-DHC生产是有效的.
- 全球调节和亚细胞分离在最大限度地促进微生物合成固醇方面发挥着至关重要的作用.
- 这项研究为工业规模的7-DHC.发酵生产提供了一个强大的平台.
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