对Streptomyces菌株的泛反应组分析显示了初级和二级新陈代谢之间的关联和断开
Byung Tae Lee1, Omkar S Mohite2, Mun Su Kwon1
1Systems Biology and Medicine Laboratory, Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon, 34141, Republic of Korea; Systems Metabolic Engineering and Systems Healthcare Cross-Generation Collaborative Laboratory, KAIST, Daejeon, 34141, Republic of Korea.
Metabolic engineering
|August 22, 2025
概括
这项研究分析了242种Streptomyces菌株,揭示了初级和二级新陈代谢之间的联系和差距. 在某些菌株中发现有价值化合物的关键前体是不可生产的,影响了生物合成.
科学领域:
- 微生物学
- 代谢工程
- 系统生物学
背景情况:
- 其次代谢物对医学和工业至关重要.
- 了解它们与主要新陈代谢的联系对于优化生产至关重要.
- 链杆菌是各种二次代谢物的关键生产者.
研究的目的:
- 调查Streptomyces中初级和二级新陈代谢之间的关联和断开.
- 确定影响有价值的二次代谢物的生物合成的代谢缺口.
- 利用泛反应组分析来预测前体的可用性.
主要方法:
- 使用基因组数据对242个Streptomyces菌株进行了基因组分类.
- 基因组规模代谢模型 (GEM) 和生物合成基因集群 (BGC) 数据的统一多重近似和投影 (UMAP) 分析.
- 对GEM和BGC数据进行相关分析,以评估代谢联系.
主要成果:
- 一个0. 54的皮尔森相关系数表明了初级和二级代谢之间的关联和断开.
- 在47种多基,非核糖体和混合物中的9种主要前体预测是不可生产的.
- 在二次代谢物生物合成中发现了代谢缺陷和前体限制.
结论:
- 全反应组分析提供了对二次代谢物生物合成的关键见解.
- 已识别的代谢缺口可以指导提高生产的代谢工程策略.
- 了解前体的可用性对于释放Streptomyces二次代谢的全部潜力至关重要.


