在Saccharomyces cerevisiae中优化弹性酶生产的理性设计和模型预测
Xiufang Liu1,2, Feiran Li3, Chufan Xiao1,2
1School of Food Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China.
ACS synthetic biology
|May 6, 2025
概括
使用系统生物学方法在酵母中设计了Pseudomonas aeruginosa弹性酶. 这项研究优化了蛋白酶的生产,展示了Saccharomyces cerevisiae作为工业酶制造的多功能宿主.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 微生物工程 微生物工程
- 酶的生产 酶的生产
背景情况:
- Pseudomonas aeruginosa弹性酶是一种有价值的金属蛋白酶,具有工业应用.
- 生产挑战来自其致病性起源和复杂的蛋白质折叠.
- 细菌酵母 (酵母) 提供了作为异质蛋白表达的宿主的潜力.
研究的目的:
- 在Saccharomyces cerevisiae中设计Pseudomonas aeruginosa弹性酶的改进变体.
- 利用系统生物学和理性设计来增强蛋白质酶的生产.
- 为了确定优化酵母细胞工厂性能的遗传标.
主要方法:
- 理性设计的目标是非功能性弹性酶区域 (propeptide,信号裂,N-glycosylation).
- 酵母蛋白分泌模型 (pcSecYeast) 与生产特征的整合.
- 通过模型预测和生产特征分析识别和验证75个遗传点.
- 基因过度表达 (POS5) 和淘汰赛 (TES1,VPS10) 策略.
主要成果:
- 开发了几种具有改进性质的工程弹性酶变体.
- 过度表达POS5导致蛋白酶活性增加2.43倍.
- 淘汰TES1或VPS10基因进一步优化了弹性酶的产生.
- 验证了75个用于增强蛋白酶产量的遗传标.
结论:
- 系统生物学对于开发酵母细胞工厂用于蛋白酶生产是有效的.
- 麦芽是一种多功能宿主,用于生物技术应用,包括酶制造.
- 工程弹性酶变体显示出工业用途的巨大潜力.
