构建和系统优化无等离子体的工程化大肠杆菌,以实现高效的Lacto-N-Neotetraose生物合成
Longhao Yang1, Lei Zhao2, Mengting Tao1
1State Key Laboratory of Food Science and Resources, School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, People's Republic of China.
Journal of agricultural and food chemistry
|June 21, 2025
概括
这项研究设计了*Escherichia coli*以有效地产生乳酸-N-新糖 (LNnT),这是一种关键的人类牛奶寡糖化物 (HMO),使用无等离子体的代谢工程策略用于工业应用.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 代谢工程是代谢工程.
- 微生物学 微生物学
背景情况:
- 乳酸N-neotetraose (LNnT) 是一种重要的母乳寡糖化物 (HMO),对婴儿肠道健康具有显著的益生菌益处.
- 对于LNnT的健康应用而言,高效的工业规模生产是可取的.
- 无等离子体的代谢工程为可持续的微生物生产提供了一个强大的战略.
研究的目的:
- 开发一种高效,无等离子体的*Escherichia coli*菌株,用于LNnT的工业生物合成.
- 优化代谢途径以提高LNnT产量和前体供应.
- 提高应变耐受性,提高生产效率.
主要方法:
- 用于LNnT生产的 *Escherichia coli* MG1655 的代谢工程.
- 整合和对Hplex2B基因 (β1,4-银酸转移酶) 拷贝数的优化.
- 通过*mdfA*基因集成增强抗菌株耐受性.
- 使用不同的促进剂,优化甘氨酸供体合成途径基因 (glmS*,glmM*,glmU*,galU*,galE*).
- 移除一个关键反抑制电路.
主要成果:
- 在摇瓶中达到7.76g/L的LNnT产量,在5L生物反应器中达到34.24g/L.
- 成功构建了一个完整和高效的生物合成路径LNnT.
- 通过基因改造改善了菌株耐受性和前体 (LNTri II) 供应.
- 证明了无等离子体工程对于高产量的LNnT生产的有效性.
结论:
- 开发了一种高效,无等离子体的 * Escherichia coli * 菌株,用于 LNnT 生物合成.
- 综合代谢工程策略显著提高了LNnT产量和生产效率.
- 这种工程菌株代表了对LNnT的工业规模生产有前途的平台.
