贝废弃物的利用为附加值生物塑料,由 Pseudomonas 基的微生物细胞工厂

科学领域:

• 生物技术和工业微生物学
• 生物修复和废弃物利用
• 合成生物学和代谢工程合成生物学和代谢工程

背景情况:

• 全球每年生产6-800万的和贝废弃物,这对处置构成了重大挑战.
• 由于缺乏高价值的转化技术,目前的加工方法在很大程度上丢弃了贝废物.
• Pseudomonas 菌株提供了从各种基质中生物合成有价值化学物质的潜力,但对于贝废物缺乏可靠的发酵模型.

研究的目的:

• 建立一个可靠的发酵模型,用Pseudomonas菌株从贝废物中生产高价值化学物质.
• 为了优化发酵条件,增强微生物生长和产品产量.
• 为了改造Pseudomonas菌株,以改善贝废物的利用,并增加目标化合物的生物合成.

主要方法:

• 进行了单因素和直角实验,以优化Pseudomonas KT2440.0.的发酵参数 (温度,时间,基质比,旋转速度).
• 使用基因工程策略,制造出表达外源蛋白酶或调节代谢的改性菌株 (KT+IV,KT+lasBT,KT+NtrcT-D55E).
• 量化了微生物生长和细胞内多基脂肪酸 (PHA) 的积累,以评估菌株性能.

主要成果:

• 优化的发酵条件 (30°C,42小时,7%的基质比,200rpm) 将最大细胞生长率提高了64.39%,达到576.44 × 10^8 CFU/mL.
• 工程菌株KT+IV和KT+lasBT的最大生长显著增加 (300.84%和94.94%,分别).
• 工程菌株KT+NtrcT-D55E显示细胞内PHA积累增加了292.93%,达到78.58 mg/L.

结论:

• 这项研究提供了一个强大的发酵模型,并为基于Pseudomonas的贝废物的转化提供了优化的参数.
• Pseudomonas 菌株的代谢工程显著增强了微生物生长和宝贵的生物产品如 PHA 的生物合成.
• 这些发现支持高价值的甲贝资源利用和开发可持续的,环保的生物产品.