对Saccharomyces cerevisiae进行系统代谢工程修改,以增加SAM生产
Liangzhuang Tan1,2,3, Yuehan Zhang1,2,3, Ping Liu1,2,3
1Key Laboratory of Bioorganic Synthesis of Zhejiang Province, College of Biotechnology and Bioengineering, Zhejiang University of Technology, No. 18, Chaowang Road, Hangzhou, Zhejiang Province, 310014, P. R. China.
研究人员对Saccharomyces cerevisiae进行了改造,以提高S-adenosyl-L-methionine (SAM) 的产量. 这种多模块策略显著增加了SAM产量,为增强微生物生产有价值化合物铺平了道路.
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:
- S-adenosyl-L-methionine (SAM) 对于制药和营养药的应用至关重要.
- 用于SAM生产的微生物发酵面临着复杂的生物合成和前体稀缺等挑战.
研究的目的:
- 通过使用多模块策略来改造Saccharomyces cerevisiae以改善SAM生产.
- 通过优化生长,代谢流量,前体供应和降解途径来提高SAM产量.
主要方法:
- 在基于CRISPR/Cas9的Saccharomyces cerevisiae基因工程.
- 过度表达的hxk2, aat1, met17和sam2基因.
- 削弱L-氨酸合成和阻断SAM降解途径 (sah1, spe2淘汰赛).
- 引入vgb基因以提升ATP合成.
主要成果:
- 工程突变AU18实现了1.87g/L的SAM标位,比原始菌株增加了227.67%.
- 优化的发酵条件使得摇瓶中的SAM标位为2.46g/L.
- 一个5L发酵器在连续L-氨酸养下达到13.96g/L的SAM标位.
结论:
- 一个全面的多模块工程策略有效地提高了Saccharomyces cerevisiae中的SAM生产.
- 优化SAM合成和降解途径是显著增加微生物产量的关键.
- 这项研究为开发SAM和其他有价值的生物化学品的高产菌株提供了基础.
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