设计一个PhrC-RapC-SinR定数感应分子开关,用于精细调整Bacillus subtilis中menaquinone-7合成的动态微调

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 代谢工程是代谢工程.
• 合成生物学 合成生物学

背景情况:

• 重要维生素K2的menaquinone-7 (MK-7) 是由 Bacillus subtilis 生产的,但其产量受到复杂的代谢途径的限制.
• 静态代谢工程方法往往会阻碍细胞生长,因为关键的副产品途径被淘汰.
• 使用定数感应 (QS) 的动态调节提供了一种平衡细胞生长和代谢产生的策略.

研究的目的:

• 开发一个动态的监管系统,以提高Bacillus subtilis的MK-7产量.
• 利用 SinR 转录抑制器和 QS 来微调代谢途径.
• 为了克服微生物代谢物生产中的静态代谢工程的局限性.

主要方法:

• 构建了一个模块化的PhrC-RapC-SinR QS系统,用于动态调节MK-7生物合成.
• 在 Bacillus subtilis 168 (BS168) 中分析和优化了基于 SinR 的基因表达调节.
• 开发了一个促进器库,并进行突变选以改进系统.

主要成果:

• PhrC-RapC-SinR QS系统成功地平衡了细胞生长和MK-7合成.
• 获得了6.27倍的MK-7产量,从13.95 mg/L增加到87.52 mg/L.
• 在MK-7合成中,证明了对关键绕道的动态控制.

结论:

• PhrC-RapC-SinR QS系统有效地整合了生物催化功能,用于动态代谢控制.
• 这种动态的监管方法显示出在各种微生物中具有广泛应用的潜力.
• 通过微调基因表达来增强代谢物生产,可以通过这种QS系统实现.