建立一种基于细菌素的高产量无细胞蛋白质合成系统,用于体外原型和天然产品生物合成
Xiangyang Ji1, Wan-Qiu Liu1, Zhiling Cao1
1School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, China.
ACS synthetic biology
|April 9, 2025
概括
我们使用工程 Bacillus subtilis 开发了一种高效的无细胞蛋白质合成 (CFPS) 系统. 这种合成生物学平台使高产蛋白生产和生物技术应用的基因调节元件的原型化成为可能.
科学领域:
- 合成生物学 合成生物学
- 生物技术是生物技术.
- 无细胞系统是无细胞系统.
背景情况:
- 无细胞蛋白合成 (CFPS) 对合成生物学至关重要,但由于某些车的低体外生产率而受到限制.
- 基于Bacillus subtilis的CFPS系统需要改进以获得更广泛的应用.
研究的目的:
- 从一个工程 Bacillus subtilis 菌株开发出一个高生产率的 CFPS 系统.
- 优化高产蛋白合成系统,并证明其在合成生物学应用中的实用性.
主要方法:
- 通过整合T7RNA聚合酶基因,设计了一个Bacillus subtilis菌株.
- 优化细胞提取物制备和CFPS反应参数.
- 应用了原型制造核糖体结合位点 (RBS) 元素和合成林酸的系统.
主要成果:
- 在批量反应中获得286 ± 16.7 μg/mL的sfGFP产量,在半连续格式中增加到超过1100 μg/mL.
- 成功描述了RBS性能与体外和体外排名相关性.
- 表达的活性酶用于利胺酸生物合成.
结论:
- 工程 Bacillus subtilis CFPS 系统为高产量的蛋白质合成提供了一个强大的平台.
- 该系统适用于基因调节元件的体外原型以及天然产品生物合成.
- 开发的CFPS系统对合成生物学和生物技术具有广泛的潜力.
相关概念视频
01:27Upstream Processing
Upstream processing represents a critical phase in biomanufacturing, wherein biological systems such as microorganisms, mammalian cells, or insect cells are cultivated to produce therapeutic proteins, vaccines, enzymes, or other biologically derived products. This phase encompasses all steps from the selection and genetic manipulation of the production organism to the cultivation of cells in bioreactors under tightly controlled environmental conditions.Host Selection and Genetic OptimizationThe...
01:30Production of Pharmaceuticals
Industrial insulin production uses genetically engineered E. coli expressing a proinsulin gene controlled by a tryptophan promoter and containing a methionine linker for later cleavage. The cells also carry ampicillin resistance for selective growth. Seed cultures are stored at −80 °C and production begins by thawing a small amount to inoculate starter cultures, which are progressively scaled to a 50,000-L bioreactor. In the bioreactor, E. coli grow in nutrient-rich media under sterile, tightly...