模块化代谢流量控制用于启动级联催化,通过工程可定制的隔间来实现

科学领域:

• 合成生物学 合成生物学
• 代谢工程是代谢工程.
• 生物催化剂是一种生物催化剂.

背景情况:

• 微生物细胞工厂为从可再生资源生产高价值化学品提供了一个可持续的途径.
• 微生物生物合成的挑战包括由通路酶消耗的挥发性前体,阻碍了级联催化.
• 细胞内分离是一种空间组织酶和提高代谢效率的策略.

研究的目的:

• 开发一个可定制的细胞内隔间,用于途径封存和空间组装级联催化.
• 通过一个分隔的微生物系统来增强2-fucosyllactose (2-FL) 的生物合成.
• 通过酶共定位来证明改进的化学标位和代谢流量控制.

主要方法:

• 设计了一种相分离蛋白,以形成细胞内蛋白质凝聚物,在大肠杆菌中创建一个可定制的隔间.
• 利用短相互作用对进行模块化组装和在内招募酶.
• 作为概念验证,在工程中异质地表达了2 - FL救援路径.

主要成果:

• 成功构建了一个可定制的细胞内隔间,能够容纳多个酶.
• 证明增强了2-FL的产生,与野生类型和自由酶系统相比,获得了更高的标位.
• 由于在体内的酶共定位,表现出改善的级联催化和代谢流量控制.

结论:

• 开发的可定制隔间有效地隔离了酶途径,增强了级联催化.
• 这种分隔策略显著提高了2 - FL.等目标化学品的生产标位.
• 这些发现提供了一个强大的模型,通过酶共定位在微生物细胞工厂中增加标位和控制代谢流量.