动态代谢工程溢流代谢,以在大肠杆菌中有效生产l-alanine

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:

• 氨酸是一种重要的性氨基酸,具有多种工业用途.
• 以前的工程大肠杆菌菌株通过热调节发酵实现了显著的l-alanine生产.
• 需要进一步优化,以提高产量,减少副产品和提高工业可扩展性.

研究的目的:

• 通过先进的代谢工程来增强工程大肠杆菌中的l-alanine产量.
• 为了尽量减少酸盐和其他副产品在发酵过程中形成.
• 为大规模工业生产提高l-alanine的整体效率和纯度.

主要方法:

• 利用无痕的基因组编辑系统删除了酸转移酶基因 (eutD),减少了酸盐的积累.
• 通过pyruvate感应实现了糖解的动态控制,以尽量减少溢出代谢.
• 减弱了三碳酸 (TCA) 循环,使用与pyruvate dehydrogenase融合的降解标签来降低TCA衍生副产品.

主要成果:

• 优化的热感应导致了最初的l-alanine产量为167.7g/L.
• 删除eutD可使乙酸盐积累减少26.3%.
• 动态糖解控制和TCA循环减弱导致了显著降低的酸盐和酸盐水平,并减少了TCA衍生的副产品.
• 最后的工程菌株 (B0016-090BC) 获得了195.2g/L的l-alanine,产量为88.6g/100g的葡萄糖,生产率为3.07g/L/h.

结论:

• 系统的代谢工程策略显著提高了l-alanine的生产效率和纯度.
• 减少副产品的形成提高了该过程适用于大规模工业发酵的适用性.
• 这种方法为经济高效的l-alanine工业合成提供了一个强大的平台.