结合生物传感器和代谢网络优化策略,以提高大肠杆菌中L-氨酸的产量

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 代谢工程是代谢工程.
• 微生物发酵 微生物发酵

背景情况:

• L-氨酸是动物生长和料效率的重要营养素.
• 工业L-氨酸生产依赖于工程微生物菌株,需要有效的选方法.
• 高产量的L-氨酸菌株在动物料和其他应用中具有经济价值.

研究的目的:

• 开发一种高通量生物传感器,用于监测L-氨酸度.
• 为了设计增强的L-氨酸生产微生物菌株.
• 为了优化代谢途径以增加L-氨酸产量.

主要方法:

• 使用P_cysK促进剂和CysB蛋白构建一个L-氨酸生物传感器.
• 定向进化CysB蛋白来增强生物传感器响应能力 (CysB^T102A突变).
• 多个omics分析和in silico模拟用于代谢网络优化.
• 在5L生物反应器中发酵,以评估L-氨酸的产量.

主要成果:

• 工程生物传感器显示,在0-4 g/L L-threonine范围内的光响应率增加了5.6倍.
• 代谢优化导致THRM13菌株显著改善L-氨酸生产.
• 这种THRM13菌株的最终度为163.2g/L L-threonine,产量为0.603g/g葡萄糖.

结论:

• 开发的L-氨酸生物传感器对于高通量查和代菌株改进是有效的.
• 这项研究为工程微生物菌株用于高价值化学品生产提供了坚实的框架.
• 优化代谢工程策略可以导致工业生物产品产量大幅增加.