一个高效的CO2上循环平台基于工程哈洛蒙纳斯TD,通过自适应实验室进化通过增强的酸盐利用能力

科学领域:

• 合成生物学和代谢工程合成生物学和代谢工程
• 生物技术和生物加工
• 环境生物技术 环境生物技术

背景情况:

• 全球二氧化碳排放需要创新的碳捕获和利用 (CCU) 战略.
• 现有的生物混合二氧化碳转化方法往往有较低的盐分耐受性和碳转化率 (CCR).
• 盐耐药细菌Halomonas TD为强大的二氧化碳生物转化提供了一个潜在的底盘.

研究的目的:

• 设计一种耐盐的微生物平台,以实现高效的二氧化碳衍生电解质 (CDE) 的生物混合转化.
• 提高碳转化率 (CCR) 并生产多种多样的增值生物产品.
• 评估开发的碳足迹减少平台的技术和经济可行性.

主要方法:

• 通过aceE基因突变,Halomonas TD的适应性进化产生了通过aceE基因突变增强乙酸利用的TD80菌株.
• TD80的代谢工程引入了多3基酸盐 (PHB),ectoine和其他生物制品的各种生物合成途径.
• 为增加PHB含量和联合生产战略开发一种非正规的回收马洛尼尔-CoA回收途径.

主要成果:

• 改造的TD80菌株实现了PHB (29.6g L-1) 和ectoine (26.0g L-1) 的高产量.
• 在料批量研究中,回收马洛尼尔-CoA使PHB含量从60重%增加到80重%.
• 埃克托因和PHB的联合生产将CDE-to-product CCR提升到53.7%的mol%,而TD80则为格式利用而设计.

结论:

• 设计的Halomonas TD80平台展示了高效和多功能的生物混合二氧化碳上循环.
• 开发的微生物菌株表现出高盐水CDE耐受性和改进的碳转化率.
• 技术和经济评估证实了该平台在减少碳足迹方面的效率和经济可行性.