重编程Corynebacterium glutamicum的新陈代谢,以高效地合成从小瓶到试点规模的protocatechuic酸
Hao Shi1, Haowen Zhu1, Tianwei Tan1
1National Energy R&D Center for Biorefinery, Beijing University of Chemical Technology, 100029 Beijing, People's Republic of China; State Key Laboratory of Green Biomanufacturing, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, People's Republic of China; Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, People's Republic of China; Biorefinery Engineering Research Center of the Ministry of Education, Beijing 102209, People's Republic of China.
Bioresource technology
|June 25, 2025
概括
谷氨酸的代谢工程显著提高了Protocatechuic酸 (PCA) 的生产. 这一突破使PCA的高产,高成本生产成为可能作为料添加剂的潜在用途.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 代谢工程是代谢工程.
- 合成生物学 合成生物学
背景情况:
- 果酸 (PCA) 是一种在中国草药中发现的有价值的化合物,但其提取和保存面临着挑战.
- 开发PCA的高效生产方法对于其更广泛的应用至关重要.
研究的目的:
- 为PCA生产设计一种精确的C. glutamicum代谢网络模型.
- 为了改造C. glutamicum以提高PCA产量和活性.
主要方法:
- 流量平衡分析 (FBA) 用于指导代谢工程策略.
- 关键策略包括增强酸通路 (PPP) 和石化酸通路,并消除PCA降解.
- 在C. glutamicum中实施了异构的PCA生物合成途径.
主要成果:
- 在摇瓶中,PCA标位达到22.11g/L.
- 转录组分析表明,在工程菌株中,碳流和能量代谢得到改善.
- 试验规模的生物反应器实现了63.22 g/L (5L) 和52.77 g/L (100L) 的PCA,代表了最高记录的产量.
- 大规模生产的PCA显示出有效的抗菌和抗氧化活性.
结论:
- 代谢工程策略成功增强了C. glutamicum中的PCA产量.
- 开发的方法为高效,高价值的化学品生产提供了一条途径.
- 大规模生产的PCA显示出作为牲畜料添加剂的前景.
