设计D-乳酸响应促进剂/抑制剂系统作为Lactobacillus delbrueckii亚种的动态代谢工程工具. bulgaricus用于受控的D-乳酸生物合成

科学领域:

• 合成生物学 合成生物学
• 代谢工程是代谢工程.
• 微生物生物技术 微生物生物技术

背景情况:

• 代谢工程利用合成逻辑电路来优化细胞功能.
• 从Pseudomonas fluorescens A506中选择了一个对D-乳酸 (DLA) 敏感的促进剂-抑制剂系统进行重新设计.
• 牛乳杆菌delbrueckii亚种. 这种细菌. bulgaricus VI104被选为增强DLA生产的宿主生物体.

研究的目的:

• 重新设计一个对DLA敏感的促进剂-抑制剂系统,以提高L. bulgaricus的敏感性和有效性.
• 将这个系统应用于微调调节DLA生物合成和生长/生产阶段的自主调节.
• 为了确认跨物种的兼容性,并阐明在监管系统中的分子相互作用.

主要方法:

• 监管架构的Codon优化. 监管架构的Codon优化.
• 使用度计和显微镜进行验证.
• 分子对接以研究抑制器-操作器相互作用.
• 在工程系统下游的D-乳酸脱酶 (dldh) 的过度表达.
• 在重组L. bulgaricus.中的功能评估.

主要成果:

• 在60-100毫米的DLA诱导度下观察到的工程系统的峰值性能.
• 该系统使生长和生产阶段的自主调节成为可能,降低了代谢负载.
• 证实了跨物种的兼容性.
• 分子对接揭示了D-LldR抑制剂和操作者DNA之间的关键非共价相互作用.
• 工程促进剂构造增加了2.15倍的DLA生物合成,在生物反应器中达到9.02g/L.

结论:

• 重新设计的DLA响应系统显著提高了L. bulgaricus的DLA产量.
• 该系统为精确控制微生物宿主中的代谢途径提供了宝贵的工具.
• 这些发现扩大了L. bulgaricus的分子克隆工具包,使未来的生物治疗和益生菌应用成为可能.