在P.中Rhamnolipid的过度产量 通过蛋白质和代谢工程的putida

科学领域:

• 生物技术和合成生物学
• 为可持续生产提供微生物工程.

背景情况:

• 拉姆诺脂是有价值的环保生物表面活性剂,具有多种应用.
• 本地生产者Pseudomonas aeruginosa是一种机会性病原体,需要更安全的替代品.
• 伪虫是一种生物安全菌株,使其成为微生物生产的理想宿主.

研究的目的:

• 为了改造生物安全菌株Pseudomonas putida,以提高脂蛋白的产量.
• 通过理性和计算设计,提高关键酶RhlA的催化活性.
• 优化代谢途径,以增加前体的可用性和整体脂产量.

主要方法:

• 理性和计算机辅助的设计来设计RhlA酶,导致RhlA^F43W/G130N具有增强的活性.
• 分子动力学模拟以阐明RhlA改进的机制.
• 代谢工程策略包括关键基因 (rhlA^F43W/G130N,rhlB) 的过度表达和rmlBDAC操作子在Δflag菌株中的异质表达.

主要成果:

• 改造的RhlA^F43W/G130N酶显著增强了催化活性.
• 最后的工程菌株E3在摇瓶培养中达到5.1g/L的拉姆诺脂酸标位.
• 在5L生物反应器中,E3菌株产生了28.6g/L的脂蛋白,生产率为0.3g/L/h,代表了工程P. putida KT2440.0的最高报告标位.

结论:

• 工程 Pseudomonas putida 是一个可行的策略,用于安全和高效的脂蛋白生产.
• 结合酶工程和代谢途径优化,显著提高了拉姆诺脂类产量.
• 开发的E3菌株显示了工业规模可持续生物表面活性剂制造的巨大潜力.